燃烧热的数据处理 物理化学实验

数据处理
一．原理
1．燃烧和量热
根据热化学的定义，1mol物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。

量热法是热力学的一个基本实验方法。

在恒条件下，可以分别求恒容燃烧热Qv和恒压燃烧热Qp。

由热力学第一定律可知，Qv等于体系内能变化ΔU；Qp等ΔH。

若把反应气体和生成气体当作理想气体，则它们之间存在如下关系：
ΔH =ΔU + Δ(PV) -1
Qp = Qv + ΔnRT -2
式中，Δn为反应前后反应物和生成物的物质的量之差；R为气体常数；T为反应时的热力学温度。

2．氧弹热量计
氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。

样品完全燃烧所释放的热使氧弹和周围介质温度升高。

测量温度变可以求出恒容燃烧热。

w样/M *Qv – l * Ql = (w水C水 +C计 )ΔT -3
式中，w样和M分别为样品的质量和摩尔质量；样品的恒容燃烧热为Qv；l 和Ql是引燃铁丝的长度和单位长w水和C水是以水为测量介质时，水的质量和比热容；C计称为热量计的水当量，即除水之外，热量计升高一摄的热量；ΔT为样品燃烧前后水温的变化值。

二．数据处理
打开Excel2000，在第一行输入时间，第二行输入温度（包括初期，主期，末期）。

输入完毕后，选定所有“插入”中的“图表”，或单击工具栏中的“图表”符号。

出现一个对话框，选择“标准类型”中的“XY散点图现的对话框上选择下图的第一行第二个，即带点的曲线图，再单击“完成”即可。

在另两行分别输入所有时间和室温，输入完毕后，选定所有数据，选“插入”中的“图表”，或单击工具栏中符号。

出现一个对话框，选择“标准类型”中的“XY散点图”，在出现的对话框上选择下图的第二行第二个，即折线图，再单击“完成”，得到一条直线。

在图空白处右击，选择“复制”，再在第一个图的空白处右击，选择利用网格线求出交点的横坐标X1。

用上述方法做出直线Y=X1，再粘贴到图中。

同法做出主期最高和最低温度的贴到图中。

直线一律用虚线表示。

再分别选择初期和末期温度及对应时间，选择“插入”中的“图表”，出现一个对话框，选择“标准类型”散点图”，单击“完成”。

出现一个图表。

在图中右击，选择“添加趋势线”，出现一个对话框，其中“类型”趋势线的类型，选用“线性”，单击完成。

用虚线表示，复制并粘贴到主图中。

选择“趋势线格式”，在“趋中的“选项”里选择“前推”或“后移”多少个单位，到两条趋势线与直线Y=X1相交为止。

从图上求出两交点相减得到差值ΔT。

在图表空白处右击，选择“图表选项”，可以标出图表名称以及坐标轴代表的含义和单位，还可以选择网格在两个坐标轴附近右击，可以调节坐标轴的刻度，字体大小等。

由于比较简单，在这里不详细介绍了。

将ΔT代入公式3，求出水的热当量。

以下为实验数据及图：
时间（分）0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
温度（摄氏
度）27.523 27.524 27.521 27.523 27.519 27.518 27.517 27.519 27.519 27.519 27.757 28.637
6 6.5
7 7.5
8 8.5
9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 29.062 29.228 29.306 29.358 29.388 29.414 29.429 29.443 29.449 29.455 29.461 29.462 29.46 29.462
13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5
29.46 29.461 29.461 29.462 29.461 29.457 29.454 29.455 29.452 29.451
同法做出萘的温度校正图求出ΔT，代入公式3求出萘的恒容燃烧热Qv。

利用公式1和2求出Qp。

下面是数据及
时间（分）0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
30.22 30.221 30.219 30.446 31.179 温度（摄氏度）30.229 30.229 30.228 30.224 30.223 30.223 30.222 30.223
6.5 7
7.5 8
8.5 9
9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13
31.725 31.948 32.044 32.091 32.123 32.144 32.158 32.163 32.166 32.168 32.171 32.168 32.171 32.168
13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17
32.168 32.165 32.167 32.161 32.154 32.156 32.153 32.147
本实验的处理最难的地方在绘制温度校正图，用计算机比手工绘制误差小，速度快，省时省力。