"Warmte" vertegenwoordigt de thermische energie van moleculen in een stof. Water bevriest bij 0 graden Celsius. Maar de temperatuur van een ijsblokje kan ver onder die temperatuur dalen. Wanneer een ijsblokje uit een vriezer wordt verwijderd, neemt de temperatuur van de kubus toe als deze de warmte van zijn omgeving absorbeert. Maar zodra het ijsblokje 0 C bereikt, begint het te smelten en blijft de temperatuur tijdens het smelten op 0, ook al blijft het ijsblokje warmte absorberen. Dit gebeurt omdat de thermische energie die wordt geabsorbeerd door het ijsblokje wordt verbruikt door watermoleculen die van elkaar scheiden tijdens het smelten.

De hoeveelheid warmte die door een vaste stof wordt geabsorbeerd tijdens de smeltfase staat bekend als de latente smeltwarmte en wordt gemeten via calorimetrie.

Gegevensverzameling

Plaats een lege piepschuimkom op een weegschaal en noteer de massa van de lege beker in grammen. Vul vervolgens de beker met ongeveer 100 milliliter of ongeveer 3,5 ounce gedestilleerd water. Breng de gevulde beker terug naar de balans en noteer het gewicht van de beker en het water samen.

Plaats een thermometer in het water in de beker, wacht ongeveer 5 minuten totdat de thermometer in thermisch evenwicht is met het water, registreer dan de temperatuur van het water als de begintemperatuur.

Plaats twee of drie ijsklontjes op een papieren handdoek om eventueel vloeibaar water op de oppervlakken van de kubussen te verwijderen en breng de kubussen vervolgens snel over naar de piepschuimkom. Gebruik de thermometer om het mengsel voorzichtig te roeren. Let op de temperatuuraflezing op de thermometer. Het zou bijna onmiddellijk moeten beginnen te dalen. Blijf roeren en noteer de laagste temperatuur die op de thermometer is aangegeven voordat de temperatuur begint te stijgen. Noteer deze waarde als de 'eindtemperatuur'.

Verwijder de thermometer en plaats de piepschuimbeker opnieuw op de weegschaal en noteer de massa van de beker, het water en het gesmolten ijs samen.

Berekeningen

Bepaal de massa van het water in de beker door de massa van de lege beker af te trekken van het gewicht van de beker en het water samen, zoals verzameld in stap 1. Bijvoorbeeld, als de lege beker 3,1 gram woog en de beker en water samen wogen 106,5 gram, vervolgens was de massa van het water 106,5 - 3,1 = 103,4 g.

Bereken de temperatuurverandering van het water door de begintemperatuur van het water van de uiteindelijke watertemperatuur af te trekken. Dus, als de begintemperatuur 24.5 C was en de eindtemperatuur 19.2 C was, dan is deltaT = 19.2 - 24.5 = -5.3 C.

Bereken de warmte, q, verwijderd uit het water volgens de vergelijking q = mc (deltaT), waarbij m en deltaT respectievelijk de massa en temperatuurverandering van het water weergeven, en c staat voor het specifieke warmtevermogen van water, of 4.184 joules per gram per graad Celsius, of 4.187 J /gC. Vervolg het voorbeeld van stap 1 en 2, q = ms (deltaT) = 103,4 g * 4,184 J /g-C * -5,3 C = -2293 J. Dit vertegenwoordigt de warmte die uit het water is verwijderd, vandaar het negatieve teken. Volgens de wetten van de thermodynamica betekent dit dat de ijsblokjes in het water +2293 J warmte absorbeerden.

Bepaal de massa van de ijsblokjes door de massa van de beker en het water van de massa van de beker af te trekken , water en ijsblokjes bij elkaar. Als de beker, het water en het ijs samen 110,4 g wogen, dan was de massa van de ijsblokjes 110,4 g - 103,4 g = 7,0 g.

Vind de latente smeltwarmte, Lf, volgens Lf = q ÷ m door de warmte, q, geabsorbeerd door het ijs, zoals bepaald in stap 3, te delen door de massa van ijs, m, bepaald in stap 4. In dit geval, Lf = q /m = 2293 J ÷ 7,0 g = 328 J /g. Vergelijk je experimentele resultaat met de geaccepteerde waarde van 333,5 J /g.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Als je de latente smelthef nodig hebt in andere eenheden dan joules per gram, zoals calorieën per gram, gebruik een online tool voor het omzetten van eenheden, zoals die in de sectie Resources.