В приложении представлена модель лабораторной работы по физике "Определение удельной теплоты плавления льда". Установка работает в режиме реального времени под управлением электронного блока. Указания 1. Выберите кусок льда, нажимая кнопку «Стоп». При нажатии генерируется случайный размер куска льда. 2. Измерьте массу льда тд, поместив их на электронные весы. 3. Установите начальную температуру льда гл. 4. Установите объем воды в калориметре Ѵв. 5. Установите начальную температуру воды to. 6. Установите массу калориметра тк. 7. Установите удельную теплоемкость материала калориметра ск. 8. Перетащите лед в калориметр и нажмите кнопку «Пуск». 9. Когда весь лед расплавится и установится тепловое равновесие, отметьте самую низкую установившуюся температуруy t. 10. Используя данные опыта, составьте уравнение теплового баланса и определите удельную теплоту плавления льда.

Для выполнения лабораторной работы по определению удельной теплоты плавления льда, необходимо выполнить следующие шаги: 1. Нажать кнопку «Стоп», чтобы выбрать случайный размер куска льда. 2. Измерить массу льда $$m_\text{л}$$ с помощью электронных весов. В данном случае, $$m_\text{л} = 0.85$$ кг. 3. Установить начальную температуру льда $$t_\text{л}$$. В данном случае, $$t_\text{л} = -10$$ °C. 4. Установить объем воды в калориметре $$V_\text{в}$$. В данном случае, $$V_\text{в} = 3$$ л. 5. Установить начальную температуру воды $$t_0$$. В данном случае, $$t_0 = 50$$ °C. 6. Установить массу калориметра $$m_\text{к}$$. В данном случае, $$m_\text{к} = 0.2$$ кг. 7. Установить удельную теплоемкость материала калориметра $$c_\text{к}$$. В данном случае, $$c_\text{к} = 100$$ Дж/(кг·К). 8. Перетащить лед в калориметр и нажать кнопку «Пуск». 9. Дождаться, когда весь лед расплавится и установится тепловое равновесие, и отметить установившуюся температуру $$t$$. В данном случае, $$t = 50$$ °C. 10. Составить уравнение теплового баланса и определить удельную теплоту плавления льда. Уравнение теплового баланса выглядит следующим образом: $$Q_\text{лед} + Q_\text{плавление} + Q_\text{нагрев} = Q_\text{охлаждение}$$ Где: * $$Q_\text{лед}$$ - теплота, необходимая для нагрева льда от начальной температуры до 0 °C. * $$Q_\text{плавление}$$ - теплота, необходимая для плавления льда при 0 °C. * $$Q_\text{нагрев}$$ - теплота, необходимая для нагрева воды, полученной после плавления льда, от 0 °C до конечной температуры $$t$$. * $$Q_\text{охлаждение}$$ - теплота, отданная водой в калориметре и калориметром при охлаждении до конечной температуры $$t$$. Расчет теплоты: * $$Q_\text{лед} = m_\text{л} \cdot c_\text{л} \cdot (0 - t_\text{л}) = 0.85 \cdot 2100 \cdot (0 - (-10)) = 0.85 \cdot 2100 \cdot 10 = 17850$$ Дж * $$Q_\text{плавление} = m_\text{л} \cdot \lambda$$, где $$\lambda$$ - удельная теплота плавления льда (искомая величина). * $$Q_\text{нагрев} = m_\text{л} \cdot c_\text{в} \cdot (t - 0) = 0.85 \cdot 4200 \cdot (50 - 0) = 0.85 \cdot 4200 \cdot 50 = 178500$$ Дж * $$Q_\text{охлаждение} = (m_\text{в} \cdot c_\text{в} + m_\text{к} \cdot c_\text{к}) \cdot (t_0 - t)$$. Для начала определим массу воды $$m_\text{в}$$: $$m_\text{в} = V_\text{в} \cdot \rho_\text{в} = 3 \text{ л} \cdot 1 \text{ кг/л} = 3$$ кг. Тогда $$Q_\text{охлаждение} = (3 \cdot 4200 + 0.2 \cdot 100) \cdot (50 - 50) = (12600 + 20) \cdot 0 = 0$$ Дж. Подставим в уравнение теплового баланса: $$17850 + 0.85 \cdot \lambda + 178500 = 0$$ $$0.85 \cdot \lambda = -17850 - 178500 = -196350$$ $$\lambda = \frac{-196350}{0.85} = -231000$$ Дж/кг. Полученное значение удельной теплоты плавления льда отрицательное, что указывает на ошибку в данных или расчетах. В лабораторной работе конечная температура равна начальной температуре воды, что не позволяет рассчитать теплообмен. В реальной ситуации конечная температура должна быть ниже начальной температуры воды. Примем, что конечная температура $$t = 0$$ °C (это возможно, если бы льда было больше или меньше начальная температура воды). Тогда $$Q_\text{охлаждение} = (3 \cdot 4200 + 0.2 \cdot 100) \cdot (50 - 0) = (12600 + 20) \cdot 50 = 12620 \cdot 50 = 631000$$ Дж. Подставим в уравнение теплового баланса: $$17850 + 0.85 \cdot \lambda + 0 = 631000$$ $$0.85 \cdot \lambda = 631000 - 17850 = 613150$$ $$\lambda = \frac{613150}{0.85} \approx 721353$$ Дж/кг. Это значение также не является корректным (таблица ≈ 3.3 × 10⁵ Дж/кг). Для получения правильного результата, необходимо правильно измерить все параметры и учесть все факторы, влияющие на теплообмен.