Pho.rs: J2 - Термодинамика сплавов

A1 ^2.00 Снимите зависимость температуры внутри шприца $1 ~мл$ от времени нагревания.

Нагрейте воду в калориметре до $80-90 ^\circ С$;
Налейте внутрь шприца $1 ~мл$ воду комнатной температуры и погрузите в него термометр;
Погрузите шприц с термометром в воду и запустите секундомер;

Рекомендуется записывать температуру через одинаковые промежутки времени для упрощения дальнейшей обработки.

Вы должны скопировать файл «example.xlsx» в папку «A1» и переименовать в «MesA1.xlsx». Заполняйте таблицу согласно шаблону в этом файле.

1 Таблица прямых измерений.	20 × 0.05
2 Разница между максимальной и минимальной температурами при измерениях не менее $25{^\circ} C$.	0.20
3 Правильно посчитаны значения в столбце $dT/dt$.	10 × 0.08

A2 ^2.00 Постройте графики зависимостей $T$ от $t$ и $dT/dt$ от $T$. Вставьте их в файл «Report.docx»

1 Построен график $T(t)$.	0.50
2 Подписаны оси на графике $T(t)$.	0.50
3 Построен график $dT/dt(Т)$.	0.50
4 Подписаны оси на графике $dT/dt(Т)$.	0.50

A3 ^1.00 С помощью уравнения теплового баланса для воды внутри шприца, можно определить его коэффициент теплопередачи $K$.

Свяжите скорость изменения температуры $dT/dt$ воды внутри шприца с температурой воды в калориметре $T_m$, температурой воды внутри шприца $T$, $c_w$ - удельной теплоёмкостью воды, $\rho_w$ - плотностью воды и объемом $V$ воды внутри шприца.

Считайте, что температура воды в калориметре не меняется за время проведения измерений.

1 Записано уравнение теплового баланса.	0.50
2 Итоговая формула для получения $K$.	0.50

A4 ^1.00 Определите значение коэффициента теплопередачи $K$. Вставьте в файл «Report.docx» сопутствующие графики, а также запишите в отведённое для него место значение $K$.

1 Определен угловой коэффициент из графика $dT/dt$.	0.50
2 Получено значение $K \in [0.01, 0.07] ~Вт/{^\circ} C$.	0.50

B1 ^1.00 Рассмотрим ситуацию, когда в растворе находится чистый спирт, т.е. происходит только один фазовый переход «твердый спирт»$\to$«жидкий спирт».

Качественно постройте график зависимости $T$ от $t$ – температуры от времени, а также $dT/dt$ от $T$ – скорости изменения температуры содержимого шприца от значения этой температуры.

1 Построены качественные графики, имеющие характерный вид.

2 × 0.50

B2 ^1.00 Снимите зависимость температуры внутри шприца от времени при его нагревании, когда внутри находится только спирт.

Рекомендуется температуру внутри калориметра сделать в диапазоне $80 - 90 ^\circ С$. Постарайтесь рассмотреть нагрев в достаточно широком диапазона температур.

Вы должны скопировать файл «example.xlsx» в папку «B2» и переименовать в «MesB2.xlsx». Заполняйте таблицу согласно шаблону.

1 Таблица прямых измерений.	20 × 0.03
2 Разница между максимальной и минимальной температурами при измерениях не менее $25{^\circ} C$.	0.40

B3 ^1.00 Определите температуру фазового перехода (плавления) для спирта $T_m$. Для этого вам требуется построить график зависимости $dT/dt$ от $T$ в файле «SolB3.xlsx», который должен находиться в папке «B3». Вставьте полученный график файл «Report.docx», и запишите в отведённое для него место значение $T_m$.

1 Правильно построен график зависимости $dT/dt(T)$.	0.50
2 По графику верно определена температура фазового перехода.	0.50

B4 ^1.00 Определите удельную теплоёмкость спирта $c_\rm{Alс}$, пользуясь коэффициентом теплообмена $K$ из части A. Запишите значение $c_\rm{Al}$ в отведённое для него место в «Report.docx».

1 Из графика найден коэффициент наклона.	0.50
2 Получено верное значение удельной теплоемкости спирта $c_\text{Alc} \in [1000, 3000] ~Дж/(кг \cdot {^\circ} C)$.	0.50

B5 ^5.00 Повторите измерения из пункта B2 ещё как минимум для 5 массовых концентраций спирта $x = m_\rm{Al} / (m_\rm{Al} + m_\rm{Ac})$, где $m_\rm{Al}$ и $m_\rm{Ac}$ – массы спирта и кислоты внутри шприца соответственно.

Старайтесь равномерно покрыть весь диапазон концентраций $x \in [0; 1]$. Рекомендуется температуру внутри калориметра сделать в диапазоне $80 - 90 ^\circ С$.

Вы должны скопировать файл «example.xlsx» в папку «B5» и переименовать в «MesB5.xlsx». Заполняйте таблицу согласно шаблону.

1 Указаны исходные значения масс для подсчета концентраций спирта.	5 × 0.20
2 Таблицы прямых измерений.	5 × 0.60
3 Разница между максимальной и минимальной температурами при измерениях не менее 25∘С.	5 × 0.20

B6 ^5.00 Определите температуры плавления эвтектики $T_m$ для всех измеренных концентраций. Процесс решения должен быть отражен в файле «SolB6.xlsx» в папке «B6».

Постройте график зависимости $T_m (x)$ – температуры плавления от концентрации. Вставьте этот график в «Report.docx».

Из графика оцените минимальную температуру плавления эвтектики $T_e$ спирта и кислоты и при какой концентрации $x_e$ она достигается. Запишите значения $T_e$ и $x_e$ в соответствующие места в «Report.docx».

1 Построены графики $dT/dt(T)$.	5 × 0.30
2 Из графиков правильно найдены температуры плавления эвтектики.	5 × 0.30
3 Верно построен график зависимости $T_\text{m} (x)$ – температуры плавления от концентрации.	1.00
4 Из графика оценена минимальная температура плавления эвтектики спирта и кислоты.	0.50
5 Из графика оценена концентрация, при которой достигается минимальная температура плавления эвтектики.	0.50

J2 - Термодинамика сплавов

Разбалловка