شیمی دبیرستان  کرمان ناحیه 2

*طراحی آزمایش:

شرایط آزمایش: 3مورد را ثابت در نظر گرفتیم ویک مورد را تغییر دادیم یعنی:

 

الف:مواردی که ثابت در نظر گرفتیم:

1- دمای یکسان

2- وسایل آزمایش یکسان

3- محل آزمایش یکسان

 

ب: مواردی که تغییر دادیم یعنی متغیرها:

مایعات:الکل-ضدیخ-مایع ظرفشویی

جامدات:شکر-نمک-جوش شیرین

 

*مواد:

الکل- ضدیخ- مایع ظرفشویی - شکر- نمک طعام- جوش شیرین

 

*روش انجام پروژه:

ما چند نوع مایع مانند :آب لوله کشی - الکل مایع ظرفشویی- ضد یخو چند نوع جامد مانند : نمک– شکر جوش شیرین انتخاب کردیم . آب مقطر را به عنوان مبنا در نظر گرفتیم.به 100 میلی گرم آب از مایعات و جامدات در سه مرحله 25 گرم -50 گرم و 75 گرم اضافه نمودیم و درجه حرارت آن ها را اندازه گرفتیم و با درجه حرارت آب مقطر مقایسه کردیم .

 

 

 

*یافته ها:

 

الف- نقطه جوش

آب سردی که در کتری حرارت دیده است دمایش افزایش می یابد . وقتی به دمای 100 در جه سانتیگراد می رسد ، می جوشد که به آن دمای جوش یا نقطه جوش آب گفته می شود . در این زمان مولکول های نزدیک سطح مایع باری خروج از کتری انرژی کافی دارند . در این دما آب تبدیل به گازی به نام بخار آب می گردد .

 

ب- چند عامل بر سرعت تبخیر مایعات موثرند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :

*دما: افزایش دما باعث افزایش شدت تبخیر می شود . البته تبخیر در همه ی دماها انجام می شود.

*وزش باد: با وزیدن باد بر سطح مایعات مولکول های تبخیر شده ی مایع از محل تجمع خود در سطح مایع به نقطه ی دیگری برده می شوند و جا برای ورود مولکول های بخار جدید فراهم می شوند .

*نوع مایع: سرعت تبخیر الکل از آب بیش تر است

*غلظت مایع: هر چه غلظت مایع افزایش یابد سرعت تبخیر آن کاهش می یابد .

ارتفاع : هر 274 متر ارتفاع 1 درجه دمای جوش را پایین می آورد و آب در ارتفاع سطح دریا و در یک فشار معین در 100 درجه به دمای جوش می رسد .

 

*اثر دما بر تبخیر :

افزایش دمای مایع سرعت تبخیر را زیاد می کند . وقتی دما افزایش پیدا می کند ، انرژی جنبشی مولکول ها زیاد می شود و تعداد مولکول های با انرژی کافی برای تبدیل به گاز افزایش می یابد .در اثر حل شدن مقداری ماده حل شونده در یک حلال نقطه ی جوش آن افزایش می یابد . مقدار افزایش به مقدار ماده حل شونده بستگی دارد .

 

*نتیجه گیری:

 

*در مایعات:از آنجا که هر مایع دمای جوش متفاوتی دارد با اضافه کردن مایعات مختلف به آب مقطر ، دمای آب به دمای مایع اضافه شده نزدیک می شود .

 

* در جامدات : با اضافه کردن هر چه بیش تر ماده به آب مقطر به عنوان حلال، مولکول های ماده بین مولکول های آب را پر می کند و آب غلیظ تر شده و دمای جوش آن بالاتر می رود و سرعت تبخیر کاهش می یابد.

---

دما

دما معياري است که ميزان سردي و گرمي جسمها را مشخص مي کند. يکاي دما درجه سيلسيوس است که با  ْ C  نشان داده مي شود. دما برحسب درجه سيلسيوس را معمولاً با θ نمايش مي دهند. اما يکاي دما در SI  درجه کلوين است که با K  نشان داده مي شود. دما بر حسب کلوين را معمولاً با T  نشان مي دهند. بين K   وْ C  رابطه زير برقرار است:

T (K) = θ(C ْ) + 273

تعبير مولکولي دما

انرژي دروني هر جسم، مجموع انرژيهاي مولکولهاي تشکيل دهنده آن است. افزايش انرژي دروني هر جسم غالباً به صورت افزايش دماي آن جسم ظاهر مي شود پس «دماي هر جسم متناسب است با انرژي جنبشي متوسط مولکولهاي سازنده آن.»

 

گرما و تعادل گرمايي

مي دانيد که گرما مقداري انرژي است که به دليل اختلاف دما بين يک جسم و جسم ديگري که با آن در تماس است مبادله مي شود. با توجه به قانون پايستگي انرژي، مقداري انرژي که جسم با دماي بالاتر از دست مي دهد برابر است با مقدار انرژي که جسم با دماي پايينتر دريافت مي کند. اين مبادله تا زماني که دماي دو جسم يکي شود ادامه مي يابد: زماني که دو جسم هم دما شدند ديگر انرژي اي مبادله نمي شود، در اين حالت دو جسم با هم در تعادل گرمايي و دماي مشترک را «دماي تعادل» مي نامند.

 

گرماي ويژه

گرماي ويژه هر جسم مقدار گرمايي است که بايد يک کيلوگرم از آن جسم داده شود تا دماي آن يک درجه سيلسيوس (يا يک کلوين) افزايش يابد. گرماي ويژه با c نمايش داده مي شود و يکاي آن ْ J/gc مي باشد.

 به اين ترتيب گرماي (Q) لازم براي ايجاد تغيير θ Δ براي جسم  به جرم m و ظرفيت گرمايي ويژه C از رابطه زير به دست مي آيد:

Q =mc  Δ θ = mc(θ₂ –θ₁)

اگرθ2 ≥ θ1  Þ  Δθ ≥0 Þ  Q ≥0 Þ  دماي جسم بالا رفته است

اگرθ2 ≤ θ1  Þ  Δθ ≤0 Þ  Q ≤0 Þ  دماي جسم کاهش يافته است

براي محاسبه دماي تعادل دو يا چند جسم با گرماي ويژه C1 C2 C3 و ... و جرمهاي m1 m2 m3  و ... با دماهاي اوليه 1θ   2θ  3θ و ... که در تماس کامل با هم قرار گرفته اند مي توانيم مي توانيم حاصل جمع گرماهايي را که با هم مبادله کرده اند مساوي صفر قرار دهيم.

Q1+Q2+Q3 +… = 0

M₁c₁( θ- θ₁)+ m₂c₂ (θ-θ₂) + m₃c₃(θ  - θ₃)+… = 0

گرما سنجي

گرماسنج از يک فلاسک يا ظرفي که به خوبي عايق بندي شده و يک همزن و يک دماسنج تشکيل شده است. درون گرماسنج آب مي ريزند و وقتي دماي فلاسک و همزن و آب يکي شد دما را مي خوانند آنگاه جسم مورد نظر را درون فلاسک مي اندازند تا به تعادل گرمايي برسد و دماي تعادل را مي خوانند. گرماسنج، خود داراي ظرفيت گرمايي است که مربوط فلاسک و همزن و دماسنج است MC_F+M’C_M+M’’C_T = A  ظرفيت گرمايي گرماسنج با داشتن ظرفيت گرمايي ويژه گرماسنج، مي توان گرماي ويژه يک جسم را به کمک گرما سنج تعيين کرد.

 

A(θ – θ₁)+ m₁c _آب (θ – θ₁) + m₂ c _جسم (θ - θ₂) = 0