Ciepło topnienia lodu.


Analiza pomiarów z wykorzystaniem funkcji arkusza MS Excel™


Analiza eksperymentu może zostać dokonana przy wykorzystaniu oprogramowania do analizy danych takich jak arkusz kalkulacyjny MS Excel™ lub narzędzi dostępnych w kalkulatorach graficznych.


Przeniesienie danych z kalkulatora do komputera

Uzyskane dane mogą zostać, po zakończeniu pomiaru, przeniesione z kalkulatora do komputera.

Kabel TI GRAPH LINKTM  wraz z oprogramowaniem TI ConnectTM  umożliwia dostęp do zawartości pamięci kalkulatora (TI DEVICE EXPLORER) oraz edycję danych (TI DATA EDITOR).

Dane zgromadzone w czasie omawianego ekseprymentu są zachowane w kalkulatorze w formie list:

- czas t w sekundach - lista L1
- temperatura T w [oC] - lista L2


Szczegóły dotyczące realizacji transmisji danych pomiędzy kalkulatorem i komputerem znajdziesz tutaj.

W ramach programu TI Connect™ - narzędzie TI DEVICE EXPLORER umożliwia zapisanie na dysku komputera listy zachowanej w kalkulatorze a następnie jej edycję w edytorze danych TI DATA EDITOR. Tryb eksportu - Special Lists Export umożliwia także zapisanie wskazanej listy w pliku o formacie Excel (plik *.CSV ). Taki plik może być otwierany i przetwarzany przez program MS ExcelTM.

Przykładowe dane w postaci plików MS Excel™ znajdziesz tutaj.

Specjalnie opracowany plik programu MS Excel zawiera całościową analizę wraz z wykresami zależności.

Analiza wykresów



Temperatura w funkcji czasu. Dane eksperymentalne.



Określenie wartości temperatur.

Obliczenie ciepła topnienia za pomocą równania 10 wymaga znajomości wartości początkowej temperatury kalorymetru z wodą T1 tj. temperatury tuż przed rozpoczęciem procesu topnienia oraz wartości temperatury końcowej T2 tj. po zakończeniu topnienia i podgrzewania wody powstałej z lodu.

    (10)

W rezultacie wymiany ciepła z otoczeniem obserwowany przebieg zmian temperatury różni się od wykresu teoretycznego (rys.).
Temperatury T1 i T2 mogą zostać wyznaczone z wykresu danych eksperymentalnych w drodze interpolacji z wykorzystaniem konstrukcji geometrycznej pokazanej na rysunku.

Dane przedstawione na wykresie powinny zostać podzielone na trzy grupy. Pierwsza grupa (początkowy fragment wykresu) przedstawia początkowe ostyganie wody w kalorymetrze, poprzedzające wrzucenie lodu i przemianę fazową. Druga grupa (środkowy fragment wykresu) odpowiada procesowi topnienia i podgrzewania wody powstałej z lodu (ustalania się jednorodnej temperatury zawartości kalorymetru). Trzecia grupa (końcowy fragment wykresu) przedstawia powolne ostyganie zawartości kalorymetru w rezultacie przekazywania ciepła do otoczenia.

W arkuszu programu MS Excel wydzielenie grup danych musi być wykonane w drodze wyboru zakresu danych w kolejnych seriach danych przedstawianych na wykresie.

Ekstrapolacja krzywych początkowego i końcowego ostygania.

Wykonaj następujące czynności:



Interpolacja temperatur.

Interpolacja wartości temperatur

Temperatury T1 i T2 mogą zostać wyznaczone z wykresu przez naniesienie pomocniczej linii pionowej tak, by pola figur wyznaczonych przez tę prostą i ekstrapolowane części wykresu były równe (porównaj wykres).



W tym celu:

Obliczenie ciepła topnienia lodu.

Wartość ciepła topnienia może być wyznaczona z równania 10.



Wyniki obliczeń.

Wartość ciepła topnienia lodu wyznaczona na podstawie przykładowych danych pomiarowych wynosi: L =321x103[J/kg].
Wartość ta jest zbliżona do wartości tablicowej: 334x103[J/kg] .

Uwaga:

Specjalnie opracowany plik arkusza MS Excel™ zawiera kompletną analizę przykładowych danych eksperymentalnych.


[  Zamknij okno  |  Opis zjawisk  |  Zestaw pomiarowy  |  Przebieg doświadczenia  |  Przykładowe pomiary  |  Analiza pomiarów (TI83)  ]