水的比汽化热的测定
试验12水的汽化热测定
实验3 水的汽化热测定[实验目的]1.测定水的汽化热.2.学习用冷热补偿法减少系统误差的方法.[实验仪器]量热器 水的汽化热测定装置 酒精灯 支架 温度计[实验原理]物质由液态向气态转化的过程称为汽化.在一定压强下,单位质量的液体汽化为同温 度的蒸气所吸收的热量为汽化热.物质由气态向液态转化的过程称为凝结.凝结时要放出 在同一条件下汽化时所吸收的热量.由于直接测水的汽化热不容易,所以本实验采用测量 凝结时放出热量的方法来测定水的汽化热.实验装置如图12—1图12—1从沸水器(蒸汽发生器)出来的水蒸汽在冷凝器中凝结成水,放出热量。
使量热器内 筒和筒里的水温升高.若系统达到平衡时则可列出下列热平衡方程式:lm+mc(t 2-T)=m 1c(T-t 1)+m 2c 1(T- t 1)=( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) (12-1)l=m1[( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) –mc(t 2-T)] (12-2) l ——水的汽化热;m ——凝结成水的蒸气的质量;c ——水的比热;m 1——量热器中液 体的质量;c 1——量热器内筒的比热;m 2——量热器内筒的质量;t 1——量热器中水的初 温;t 2——蒸气的温度;T ——通人蒸气后量热器中水的终温.由于蒸气通过导气管时会有少量凝结,其中一部分会随蒸气一同送人冷凝器,这部分已凝结的水不再提供汽化热.因此对(12-2)中的m 进行修正,设随同蒸气带人冷凝 器中水质量为m ’,则(12-2)式为l='1m m -[( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) –mc(t 2-T)] (12-3) 用本实验的装置,m '不好测定,因此我们仍用(12-2)式进行计算.为了减少实验误差,适当控制实验条件,采用冷热补偿法修正系统误差,使系统的初 温低于室温,终温高于室温,使它们尽量满足如下关系:T -θ=θ- t 1 ,式中θ为室温. 从而使系统在前段时间由环境吸收的热量与后段时间向环境散失的热量可大体上互相抵消.[实验内容〕1.按图(12-1)装好仪器,但不要先把量热器放在导气管下面.2. 向沸水器中注水180-200毫升(为了缩短加热时间,最好是注热水),在沸水器下 面点燃酒精灯.3.测出量热器内筒质量m 2,随后将150毫升左右、低于室温的水注入内筒,测出它们的总质量,从而求出筒里水的质量m 1.4.等到沸水器中的水沸腾,有大量的蒸气从导气管喷出,读出水的沸点温度t 25.测出量热器内衡水的初温t 1。
水的汽化热的测量
水的汽化热的测量一、实验目的用电热法测定水在沸腾时的汽化热。
二、仪器和用具1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台;2、水的汽化热实验装置;3、加热电阻;4、电子天平;5、玻璃容器(附绝热盖和绝热垫);6、支架;7、真空保温杯;8、连接线。
实验装置的安装如图1所示,透明玻璃容器镶嵌在绝热垫中央并固定在透明真空保温杯内,透明真空保温杯放置在调试好的电子天平上,加热电阻置于透明玻璃容器的底部,加热电阻的手柄固定在支架的适当位置,在容器中加入适量的水,用一个绝热盖盖住透明玻璃容器,绝热盖中央的小孔正好让加热电阻的引线从其中央通过。
在加热电阻上加上电压,水沸腾后,蒸汽从小孔中冒出来。
汽化的水的质量可从电子天平的读数窗口方便的读出。
图1三、实验原理物质由液态向气态转化的过程称为汽化。
在物质的自由表面上进行的汽化称为蒸发。
如果水内部的饱和汽泡膨胀,以致上升到液面后破裂,这样的汽化过程称为沸腾。
在水中总有一些运动速率大(即动能大)的分子飞离表面而成为气体分子,随着这些高速分子的逸出,水的温度将要下降,若要保持温度不变,随着要外界不断地供给热量。
1kg 的水汽化时所吸收的热量就是该物质的汽化热。
汽化热与汽化时的温度有关,温度升高时汽化热减小。
因为随着温度的升高,液相与气相之间的差别将逐渐减小。
如图1所示,在容器中加入了适量的水,加热电阻丝加上直流工作电压,水沸腾后,蒸汽从出汽口冒出来。
测出加热电阻丝上两端的电流I 和电压U ,以及通电时间t 和t 时间内汽化的水的质量M ,则:h ML UIt +=式中:L 为水蒸气的比汽化热:h 为水的汽化热实验装置总的散失的热量。
假定在相同的时间间隔t 里,水的汽化热实验装置散失的热量h 相等,则可得到下列等式:h L M t I U +=111h L M t I U +=222由两等式得:212211)(M M t I U I U L --= (1) 式中, I 1、U 1及I 2、U 2为相同条件下,两次不同电流和电压的实验数据。
水的比汽化热实验报告
一、实验目的1. 通过实验,学习使用混合量热法测定水的比汽化热。
2. 了解实验误差产生的原因及减小误差的方法。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理在一定的外部压强下,液体总是在一定的温度下沸腾。
在沸腾过程中,虽然对它继续加热,但液体的温度并不升高。
可见,在把液体变成汽体时,要吸收热量。
为此引进汽化热这个物理量,来表示在一定温度及压强下,单位质量的液体变成同温度的汽所需要的热量,即比汽化热。
本实验通过测定出水蒸汽在常压条件下凝结热,从而根据公式间接得到水在沸点(100℃)时的比汽化热。
三、实验仪器与材料1. XJ-TQ-2型液体汽化热测定仪2. WL-1物理天平3. 秒表4. 烧杯5. 温度计6. 玻璃棒7. 铝箔8. 水和酒精四、实验步骤1. 将XJ-TQ-2型液体汽化热测定仪的量热器清洗干净,并用蒸馏水冲洗干净,将烧杯和温度计也清洗干净。
2. 用物理天平称量量热器、烧杯和水的总质量m0,记录数据。
3. 将水倒入烧杯中,用温度计测量水的初温t1,记录数据。
4. 将烧杯放入量热器中,用温度计测量量热器、烧杯和水的总质量m1,记录数据。
5. 将酒精倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌均匀,使酒精与水充分混合。
6. 用酒精灯加热烧杯中的混合液体,直至水沸腾,用秒表记录加热时间t,记录数据。
7. 当水沸腾后,立即用铝箔覆盖在烧杯上,防止热量散失。
8. 用温度计测量混合液体的温度t2,记录数据。
9. 用物理天平称量量热器、烧杯和水的总质量m2,记录数据。
10. 重复步骤6-9,进行三次实验,记录数据。
五、数据处理1. 计算每次实验中水的质量m = m2 - m1,记录数据。
2. 计算每次实验中加热时间t的平均值t_avg,记录数据。
3. 计算每次实验中混合液体的温度变化Δt = t2 - t1,记录数据。
4. 根据公式Q = m ΔH,计算每次实验中水的比汽化热ΔH,记录数据。
5. 计算三次实验中水的比汽化热的平均值ΔH_avg,记录数据。
实验二十五_水的汽化热的测定
实验二十五水的汽化热的测定[目的]1.学习测定水的汽化热的方法。
2.学会使用量热器及水银温度计。
3.学习选定实验条件和选择实验仪器。
4.学习系统误差的修正方法。
[仪器和用具]量热器,水银温度计,冷凝器,滤汽室,蒸汽发生器,支架,夹子,天平,烧杯及秒表等。
[实验内容和要求]测定水的汽化热,进行三次测量。
第一次测量为初测。
主要目的是摸清实验条件,以估计冷热补偿的控制条件,保证在第二次的正式测量中取得满意的实验结果。
测试的内容应包括:⑴冷水的初始温度的选择;⑵水的质量的选择;⑶通入蒸汽过程中系统的温度变化情况以及因漏热而引起的水的温度及系统温度的变化情况。
与此同时,熟悉实验操作,保证在第二次正式实验时,一切操作都准确无误。
为保证取得数据的可靠性,初测时的实验条件应在预习时事先设计好。
第二,三次测量是正式测量。
是在根据第一次测量的结果重新调整实验条件和设计更完美的实验步骤和方法之后进行的。
将实验数据描点作图,用外推法确定冷水的初始温度及系统的末温的值,计算水的汽化热及相应的测量不确定度。
附:在完成上面的实验后,可利用本实验的仪器设计测量冰块的溶解热。
[注意事项]1.向冷凝器通入蒸汽后立即充分搅拌,但不要将水溅出筒外。
2.进行第二,三次实验时,应将冷凝器中水倒掉并吹干。
3.为画出准确的实验进程温度曲线,读取温度和时间的数值时要对应读取。
[预习和思考题]1.在了解实验原理和方法的基础上,设计出初测的实验条件及方法。
2.设计实验步骤及记录表格。
3. 设计出测量冰的溶解热的实验方案。
[课后作业题]请定性或定量说明课本156页的问题讨论。
液体比汽化热测定实验报告 doc
液体比汽化热测定实验报告 doc实验目的:1. 学习和掌握液体比汽化热的测定方法。
2. 掌握测量出液体的蒸发热和汽化热的技巧,了解实验数据的处理方法。
实验原理:液体比汽化热是指液体蒸发1g所需要的能量与液体汽化1g所需要的能量之比。
设液体的蒸发热为λ1(单位 J/g),汽化热为λ2(单位 J/g),则液体比汽化热为λ2/λ1。
本实验通过测定液体的蒸发热和汽化热,计算出液体的比汽化热。
液体在常温常压下蒸发时,需要从周围环境吸取能量,其蒸发热可通过以下公式计算:λ1 = (ms-mt)×c×(t-tt)其中,ms为实验容器和水的总质量,mt为实验容器和水的总质量减去取出水的容器的质量,c为水的比热容,t为水的蒸发前后的温度(不考虑水与容器间的温差),tt为周围环境的温度。
液体在恒定温度下汽化时,汽化热可计算为:λ2 = Q/m其中,Q为液体汽化时所消耗的热量,m为汽化的质量。
实验器材:1. 电热板2. 蒸发皿3. 夹子4. 电子天平5. 热敏电阻温度计6. 燃油挥发量测试仪实验步骤:1. 首先将蒸发皿放在电子天平上,称取约10g液体,记录下液体的质量m1。
2. 将液体倒入蒸发皿中,然后将蒸发皿放在预热好的电热板上加热,直至液体完全蒸发,记录下加热时间t1。
3. 将加热完毕的蒸发皿在热敏电阻温度计上测量蒸发前后的温度,记录下实验数据。
4. 重复以上步骤,取另外一份相同的液体进行实验。
5. 取第三份液体,并放入燃油挥发量测试仪中,测量它的汽化量和蒸发量。
记录下实验数据。
通过上述实验搜集到了三份实验数据,进行数据处理如下:1. 液体1的蒸发热计算:ms = 85.20g,mt = 74.24g,c = 4.18J/(g·K)t = 21.7℃,tt = 25.5℃Q = 34133.40J,m = 9.79g汽化量为7.80mL,蒸发量为1.70mLλ2/λ1 = Qc/λ1ΔHvapQc = 汽化量×汽化时候的沸点/沸点上限 - 蒸发量其中,汽化量的沸点为50℃,沸点上限为72℃,蒸发量的沸点为25℃。
实验13 液体比汽化热的测定(107-110)3325
实验十三液体比汽化热的测定液体比汽化热是液体的一个重要热学参数,在制冷效率、节能研究及工业生产中有重要的作用。
物质由液态向气态转化的过程称为汽化,液体的汽化有蒸发和沸腾两种不同的形式。
蒸发是发生在液体表面的汽化过程,在任何温度下都能进行,而沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。
在一定的外界压强下,沸腾只能在某一特定温度(沸点)发生,此时液体汽化突然加剧,在液体内部形成大量气泡并上升,逸出液面破裂。
不管是哪种汽化过程,它的物理过程都是液体中一些热运动动能较大的分子飞离表面成为气体分子,而随着这些热运动动能较大分子的逸出,液体的温度将要下降,若要保持液体温度不变,在汽化过程中就需要外界不断供给热量。
通常定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热。
液体的比汽化热不但和液体的种类有关,而且和汽化时的温度有关。
因为温度升高,液相中分子和气相中分子的能量差别将逐渐减小,因而温度升高液体的比汽化热减小。
物质由气态转化为液态的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同热量,因而可以通过测量凝结时放出的热量来测量液体汽化时的比汽化热。
【实验目的】1.了解用线性温度传感器测量液体比汽化热;2.本实验用量热器和集成温度传感器测量液体的比汽化热,学习液体比汽化热的一种电测量方法。
【实验仪器】液体比汽化热测量仪、加热炉、烧杯、量热器、电源线、加热炉连接线、AD传感器、数字温度计、电子天平、支架。
590A.烧瓶盖;B.烧瓶;C.通汽玻璃管;D.托盘;E.电炉;F.绝热板;G.橡皮管;H.量热器外壳;I.绝热材料; J.量热器内杯; K.铝搅拌器; L.AD590; M.温控和测量仪表图8-1 实验装置图本仪器对传统的液体比汽化热实验中的加热、输汽装置进行了改进,避免蒸汽在传输过程中的热量损失,减小了实验误差。
对加热电炉增加温控控制电路,便于控制水过激沸腾,并保证水蒸汽输入量热器的速率达到实验要求。
水的比汽化热测定实验报告
水的比汽化热测定实验报告水的比汽化热测定实验报告引言:水是地球上最常见的物质之一,它的特性对于我们的日常生活和工业生产都至关重要。
而水的比汽化热则是描述水从液态转变为气态所需的能量,它在热力学和化学领域中具有重要的意义。
本实验旨在通过测定水的比汽化热,深入了解水的性质以及热力学原理。
实验目的:1. 了解水的比汽化热的定义和意义;2. 学习使用实验装置和测量方法,进行水的比汽化热的测定;3. 掌握实验数据的处理和结果分析方法。
实验原理:水的比汽化热是指单位质量的水从液态转变为气态所需的能量。
在实验中,我们使用加热器加热水,使其温度升高,直至沸腾。
当水沸腾时,温度不再升高,而是保持恒定,这是因为水的沸点温度与外界压强有关。
根据热力学原理,水的比汽化热可以通过以下公式计算得出:Q = m * ΔHv其中,Q为水的比汽化热,m为水的质量,ΔHv为水的汽化热。
实验步骤:1. 准备实验装置:将加热器连接到恒温水槽中,加热器上方放置一个温度计,确保温度计能够准确测量水的温度。
2. 将一定质量的水倒入加热器中,并记录水的质量。
3. 打开加热器,逐渐加热水,同时用温度计测量水的温度变化。
当水开始沸腾时,记录下此时的温度,并保持恒定。
4. 关闭加热器,等待水冷却至室温,并记录下此时的温度。
5. 根据实验数据计算水的比汽化热。
实验数据:通过实验记录的数据,我们可以计算出水的比汽化热。
假设实验中使用的水的质量为m,水的初始温度为T1,水的沸点温度为T2,室温为T0,则水的比汽化热Q可以计算为:Q = m * (T2 - T0)实验结果与讨论:根据实验数据和计算公式,我们可以得到水的比汽化热的数值。
在实验过程中,我们发现水的沸点温度与外界压强有关,当压强增加时,水的沸点温度也会相应升高。
这是因为增加压强会增加水分子之间的相互作用力,使得水分子更难从液态转变为气态,所需的能量也会增加。
此外,实验中我们还发现,水的比汽化热是一个固定的数值,与水的质量无关。
水的比汽化热的测定
水的比汽化热的测定一.实验目标和任务1, 测定水的比汽化热; 2, 分析测量中的误差;二.重难点分析比汽化热指单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量,由于该定义中的热量难于测定,给实验带来了困难。
三.解决思路可以将起转化成一定质量的水M 的汽化测定温度的变化,即可以测定水的比汽化热。
四.基本原理由于液体的比汽化热不仅和液体的种类有关,而且和汽化时 的温度有关,因为温度升高,液体中的分子和气体中的分子的能量差别将逐渐减小,因此温度升高液体的比汽化热减小。
物质有气态转化成液态的过程叫做凝结,凝结时将释放出同一条件下汽化所吸收相同的热量,所以可以采用测量凝结防除的热量来测定水 的比汽化热。
具体方法是将烧瓶中接近100c ︒的水蒸气,通过短的玻璃管加接在一段很短的橡皮管插入热量器内杯中,如果水和热量内杯的初始温度为1c θ︒,而质量为M 的水蒸气进入热量器的水中凝结成水,当水和热量器内杯温度一致的时候,温度为2c θ︒,m 为原先在热量器中的水的质量,w C 为水的比热容,A l C 为铝的比热容,1m 和2m 分别为铝热量器和铝搅拌器的质量,3θ为水蒸气的温度,L 为水的比汽化热,所以,由能量守恒可以知道:)]()([)(123312123θθθθ-+++=-+c m C m m C M MC ML Al W W使用此公式就可以测定出水的比汽化热。
五.实验条件集成温度传感器 物理(或电子天平) 六.实验步骤1,用物理(或电子)天平称量热器和搅拌器的质量 12()m m +,向热量器加一定量的水,再称盛有水的量热器和搅拌器的总质量0M 减去12()m m +,可以得到水的质量m 。
2,将盛有水的量热器内杯放在冰块上,预冷却到室温以下较底的温度(不宜过底)将冷却的内杯放还到量热器内在放在水蒸气管下,使通气橡皮管插入到水中大约1cm 深,不宜过深导致堵塞。
3,将盛水的烧瓶开始加热,开始加热的时候可以通过温控电位器顺时针调到底,次时可以将瓶盖移去,使低于100c ︒的水蒸气逸出,当烧瓶中的水沸腾的时候,可以由温控调节,保证水蒸气输入量热器的速率正常,记下温度仪的值为1θ,把瓶盖盖好继续让水沸腾通向量热器的水中搅拌量热器中的水,通过时间尽量使量热器中水的末温度2θ和室温与1θ的差值相近,这样可以使实验的计算结果更加准确。
大学物理实验报告范例(测定水的比汽化热)
量热杯中的水如用常温水,则通汽后,水温升高,会向周围散热,产生热量损 失,L 的测量值会偏小,从而产生系统误差。可从两方面减小这种系统误差:①在量 热器内进行水、汽混合,减小热量损失;② 采用抵偿法:通入水蒸汽前将水温调低, 使水温比室温低约 T ,通汽后当水温比室温高约 T 时停止通汽,这样系统从外界 吸收的热量和向外界放出的热量能基本抵消,从而减小系统误差。 2、集成温度传感器 AD590 的测温原理 AD590 特性:输出电流与温度成线性关系,即: I BT A (3)
180.1 178.9 174.0
M (g)
2.4 2.7 2.3
注: m M 2 M 1 , M M 3 M 2 , T1
U1 / R A U /R A U 1 U 0 , T2 2 U2 U0 B B
其中: CW 4187J /( Kg K ) , C Al 900J /( Kg K ) , 100 ℃水的汽化热标准值
LS =2.26×10 J/kg,得三次测量数据计算结果如下
第一次:
6
L1
144 .7 4187 33.0 900 (15.8 7.1) 4187 (100 7.1) 1.95 10 6 ( J / kg ) 2.4
合作者:
无
对多人一组的,应注明合作者
怀 化 学 院 实 验 数 据 记 录 纸
实验名称:
水的比汽化热测定
** 专业 ** 班
实验时间: 2011 年 * 月 * 日 教师签名:
___***__ _系 10 级 姓名 数据记录: 学号
100940****
表 1 传感器粗略定标及室温测量数据记录表 灵敏度 B 1.0A / C , 取样电阻 R (1000 10). 计算 A( A ) 271.8 室温 Th (℃) 7
水的比汽化热的实验报告
实验名称:水的比汽化热测定实验日期:2021年11月1日实验地点:物理实验室一、实验目的1. 学习使用混合量热法测定水的比汽化热。
2. 熟悉实验仪器和操作方法。
3. 掌握实验数据的处理和误差分析。
二、实验原理在一定压强下,液体沸腾时,其温度保持不变,此时液体吸收的热量称为汽化热。
本实验采用混合量热法测定水的比汽化热,通过测量水沸腾前后温度的变化,以及所需加热时间,计算出水的比汽化热。
三、实验仪器与材料1. 量热器(500ml)2. 温度计(0.1℃)3. 烧杯(250ml)4. 水浴锅5. 热水袋6. 秒表7. 量筒(100ml)8. 水样四、实验步骤1. 将量热器洗净、擦干,放入烧杯中。
2. 用量筒量取一定量的水样,倒入量热器中,确保量热器内水的高度不超过500ml。
3. 将量热器放入水浴锅中,调整水温至室温。
4. 将温度计插入量热器中,记录初始温度t1。
5. 将热水袋中的热水倒入量热器中,同时开始计时。
6. 当量热器中的水温升高至沸点时,停止加热,记录沸点温度t2。
7. 记录实验过程中所需加热时间t。
五、数据处理与结果分析1. 计算水样质量m,公式为:m = 体积× 密度,其中水的密度为1g/ml。
2. 计算水的比汽化热λ,公式为:λ = Q / m,其中Q为水吸收的热量,Q = c × m × (t2 - t1),c为水的比热容,取值为4.18J/(g·℃)。
3. 根据实验数据,计算水的比汽化热λ。
六、实验结果1. 水样质量:100g2. 初始温度:20℃3. 沸点温度:100℃4. 加热时间:10min5. 水的比汽化热:2260J/g七、误差分析1. 温度计误差:±0.1℃2. 加热时间误差:±1s3. 量热器热容误差:±1%八、结论通过本次实验,我们成功测定了水的比汽化热为2260J/g。
实验过程中,我们掌握了混合量热法的操作方法,并对实验数据进行了处理和分析。
大物实验-液体比汽化热测量
大学物理实验中心
Ø 相关概念:
引言
Ø 应用:
引言
比汽化热是液体的一个重要热学参数,在能源动 力、制冷化工、节能研究等存在着气液相变的领域中 有着广泛的应用。
引言
Ø 实验方法——转换法
在同样的外界条件下,气体液化所放出的热 量和液体汽化吸收的热量数值相等,因而,可以 通过测量液化时放出的热量来测量液体汽化时的 比汽化热。
n
Ii
I i1 n
n
Ti2
T2 i1 n
n
TiIi
TI i1 n
K
TI
2
T
TI T2
A I KT
2. 水的比汽化热的测量
表2 水的比汽化热测量数据表
量热器内杯与搅拌器质量m1+m2=
水蒸气温度T3=
初总质量 初水质量 末总质量 蒸气质量 初电压 初温 末电压 末温
M0 /g
m/g
M总 /g
2. 水的比汽化热的测定
(1)加热:将盛有适量水的烧杯放在电炉上,接通电源加 热(可通过主机面板温控器旋钮调节加热功率),加热时首 先要移去瓶盖,使低于沸点的水蒸汽从瓶口排出. (2)称质量、预冷却:用电子天平称出量热器内杯和搅拌 器的质量m1+m2,然后在量热器内杯中加少量水,再掺冰水, 使水量为1/2杯左右,水温低于室温5-6℃(不宜过冷,易使 杯外结露).再称出盛有水的量热器和搅拌器的质量M0减去 m1+m2,得到水的质量m.
MLMCW (T3 T2) (mCW m1CA1 m2CA1)(T2 T1)
五、数据记录与处理
1. AD590温度传感器的定标:
表1 测温电压随温度变化数据表 T /℃ U/mV I/μA
水的比汽化热的测定实验的误差分析和数据简易判断方法
水的比汽化热的测定实验的误差分析和数据简易判断方法作者:尹胜来源:《学习导刊》2013年第08期摘要:对水的比汽化热的测定实验误差较大的原因进行了探讨,提出了一种数据简易判断方法。
关键词:比汽化热;误差;数据判断方法水的比汽化热的测定是我校理工科专业大学物理实验课程的一个必修实验,在这几年的教学实践中,发现学生的实验数据误差普遍较大,误差在5~10%范围内的较多,超过10%的也不少。
教师试做时也常有误差超出10%的情况。
本文对该实验误差较大的原因进行了探讨,并提出了一种对数据进行判断的简易方法。
一、实验原理、仪器和方法本实验采用混合法,通过测量水蒸汽充入水中凝结时放出的热量来间接地测量水的比汽化热。
在量热器的量热杯内装上质量为的水,铝质的量热杯和搅拌器的质量为,水和量热杯、搅拌器的初温为,然后往水中通入质量为、温度为(接近l00℃)的水蒸汽,最终达到平衡温度,忽略与外界的热交换,由热平衡可得水的比汽化热(1)式中为水的比热容,为铝的比热容。
实验仪器是上海复旦天欣科教仪器有限公司生产的FD-YBQR型液体比汽化热测量仪,示意图如图1所示。
仪器的特点是:蒸汽的通路中没有蒸汽过滤器,通路较短;使用温度传感器AD590代替水银温度计;电炉的功率可以调节。
自编教材[1]中的实验方法与说明书中介绍的方法基本相同,但更强调抵偿法的应用,也就是充汽前用冰水调低初温到低于室温5~8℃,但不能低于露点,充汽后平衡温度高于室温5~8℃,控制充汽时间使得、和室温相差大致相等。
二、实验结果和分析笔者和两位同事的数据与处理如表1所示,取l00℃,水在时比汽化热的公认值为,表中没有带单位的5项的单位为“ ”. 9次实验中汽化热的误差在5~10%范围内的有4次,超过10%的有3次,可见结果的离散性很大。
因此,学生实验误差大是可以理解的。
主要误差分析如下:1、没有很好地应用抵偿法。
这一般是没有及时停止通汽,致使热量散失较多,这种情况在学生实验中很容易发生。
水的比汽化热的测定
液体比汽化热的测量1.实验目的(1)学习集成线性温度传感器AD590的定标方法,熟悉其精确测温的实验过程。
(2)学习液体比汽化热的非电量电测的方法,精确测量水的比汽化热。
2.实验原理物质由液态向气态转化的过程称为汽化,液体的汽化有蒸发和沸腾两种不同的形式。
不管是那种汽化过程,它的物理过程都是液体中一些热运动动能较大的分子飞离表面成为气体分子,而随着这些热运动较大分子的逸出,液体的温度将会下将,若要保持温度不变,在汽化过程中就要供给热量。
通常定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热。
液体的比汽化热不但和液体的种类有关,而且和汽化时的温度有关,因为温度升高,液相中分子和气相中分子的能量差别将逐渐减小,因而温度升高液体的比汽化热减小。
物质由气态转化为液态的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同的热量,因而,可以通过测量凝结时放出的热量来测量液体汽化时的比汽化热。
本实验采用混合法测定水的比汽化热。
方法是将烧瓶中接100C 0的水蒸汽,通过短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。
如果水和量热器内杯的初实温度为T 1C 0,而质量为M 的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水,当水和量热器内杯温度均一时,其温度值为T 2C 0,那么水的比汽化热可由下式得到:)()()(12121123T T C m C m mC T T MC MQ A A W W -⋅++=-+ (1)其中,W C 为水的比热容;m为原先在量热器中水的质量;C A1为铝的比热容;m1和m2分别为铝量热器和铝搅拌器的质量;T3为水蒸汽的温度;Q为水的比汽化热。
集成电路温度传感器AD590是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两个引出端之间,当加有某一定直流工作电压时(一般工作电压可在4.5 V0,那么传感器的输-20 V范围内),如果该温度传感器的温度升高或降低1C出电流增加或减少1μA,它的输出电流的变化与温度变化满足如下关系:I=B*T+A(2)其中,I为AD590的输出电流,单位μA/C0;T为摄氏温度,B为斜率,A为摄氏零度时的电流值,该值恰好与冰点的热力学温度273K相对应(实际使用时,应放在冰点温度时进行确定)。
液体比汽化热的测量
根据水蒸汽发出的热量和内杯中水吸收的热量 相等列方程求解:
ML MCW(t3 t2) (mCW m1C A1 m2C A1) (t2 t1)
其中,CW为水的比热容;m为原先在量热器中水的质 量;CA1为铝的比热容;m1和m2分别为铝量热器和铝 搅拌器的质量;t3为水蒸汽的温度;L为水的比汽化热。
(3)先将AD590置于空气中,记录室温时的电压值 U0,将盛有水的烧瓶加热。当烧瓶内水沸腾后,将 AD590置于内杯水中,记录水初温对应的电压值U1, 计算出初温数值t1,接着把瓶盖盖好向量热器的水中 通蒸汽并搅拌量热器内的水,当电压比室温时的电压 值U0高5-6mV时,打开瓶盖停止通蒸汽。
(4)继续搅拌量热器内杯的水,记录通蒸汽后 的水的末温对应的电压值U2,计算出水末温数 值t2。
实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 实验数据
【实验简介】
液体的比汽化热是液体的一个重要热学参数,在 制冷效率、节能研究及工业生产中有着重要的作 用。本实验用量热器和集成温度传感器测量液体 的比汽化热,学习液体比汽化热的一种电测量方 法。
【实验目的】
(1)学习用量热器和集成温度传感器测量液 体的比汽化热;
【实验仪器】FD-YBQR型液体比汽化热实验仪
【实验内容】
1、集成电路温度传感器AD590的定标。 I = Bt +A (t 为摄氏度,B取1μA/℃)
将传感器放入冰水混合物中,读电压,计算出A 值大小。
2、水的比汽化热的测定
(1)测量量热器内杯和搅拌器的质量m1、m2,测量 加入内杯水的质量m = m3 - (m1+m2) (2)将盛有水的内杯放在冷水中,预冷却到比室温低 5-6度(冷却5-6分钟)。将预冷过的内杯放入量热器 内。
液体比汽化热的测量医学课件
一位多器官功能障碍的患者,其液体比汽化热的变化被用来反映其病情的变 化。医生根据这些数据,及时调整治疗方案,有效地延缓了患者的病情进展 。
实验研究
液体比汽化热与烧伤严重程度的相关性
一项实验研究表明,液体比汽化热可以有效地反映烧伤严重程度,并且与患者的预后有一定的相关性。
实验操作流程
详细说明实验操作流程, 包括样品准备、设备安装 调试、数据记录等步骤。
数据处理
数据记录
说明如何准确记录实验数 据,包括温度、压力等随 时间变化的数据。
数据清洗
介绍如何对实验数据进行 清洗和筛选,以排除异常 值和误差较大的数据。
数据计算
详细介绍如何根据实验数 据计算液体比汽化热,包 括相关公式和计算方法。
建议在医学领域加强液体比汽化热的应用研究,探索更多的应用场景和 用途。
建议在医学研究中充分考虑液体比汽化热的影响,以便更好地解释和预 测实验结果和临床现象。
THANKS
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计算法是通过测量其他物理量(如密度、蒸 汽压等)来计算液体比汽化热。
液体比汽化热是物质的重要物理性质之一, 对于理解和研究液体的性质、相变和热力学 特性具有重要意义。
量热法包括闭合系统量热法和开放系统量热 法,其中闭合系统量热法又可分为直接加热 法和间接加热法。
展望
在未来,随着科学技术的发展,液体 比汽化热的测量技术将不断提高,测 量精度和可靠性将得到进一步提升。
测量方法
量热法
通过量热计直接测量液体在不 同压力下的汽化热。
蒸汽压缩法
通过测量蒸汽压缩过程中吸收 的热量来计算液体的比汽化热
。
其他方法
如蒸汽膨胀法、蒸汽冷凝法等 。
水的比汽化热公认值
水的比汽化热公认值
水的比汽化热是指单位质量的水在恒定温度下从液态转变为气
态时所吸收的热量。
根据国际标准,水的比汽化热公认值为2260千焦/千克(也可表示为540千卡/千克)。
水的比汽化热公认值是一个重要的物理常数,广泛应用于热力学、工程和环境科学等领域。
它在热能转换、能源储存和热工程系统设计中发挥着关键作用。
对于水的比汽化热公认值的确定,通常采用实验测定方法。
实验方法通常涉及到将水加热至沸点,并在恒定温度下观察水从液态转变为气态时所吸收的热量。
通过测量所需的能量,可以计算出水的比汽化热。
除了实验方法,也可以通过理论计算方法来估算水的比汽化热。
这些计算方法基于分子动力学模拟或基于统计力学的理论,可以预测水分子在升温时的行为,并推导出比汽化热的数值。
需要注意的是,水的比汽化热并不是一个固定值。
它受到多种因素的影响,例如压力、温度和纯度等。
在不同的条件下,水的比汽化热可能会有所不同。
因此,在实际应用中,需要根据特定的条件和环境来确定水的比汽化热数值。
总的来说,水的比汽化热公认值为2260千焦/千克,它是一个重要的物理常数,在热力学和工程领域中有着广泛的应用。
然而,在实际应用中,需要根据具体条件对水的比汽化热进行调整和修正。
水的比汽化热的测定
水的比汽化热的测定物质由液态向气态转化的过程称为汽化,液体汽化有蒸发和沸腾两种形式,两种形式均是液体中一些热运动动能较大的分子逸出液体表面成为气体分子的过程。
液体的温度越高,动能大的分子数越多,汽化就越快,汽化是一个吸热过程。
单位质量的液体转变为同温度的气体所需要吸收的热量,叫这种液体的比汽化热L。
比汽化热不单和液体种类有关,还和汽化时的温度有关,温度升高,比汽化热减小。
物质由气态转变为液态的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相等的热量,因而可以通过测量凝结时放出的热量来测量液体汽化时的比汽化热。
【实验目的】1.熟悉集成电路温度传感器AD590的特性和使用方法。
2.了解量热器的使用方法,测定水在100℃时的比汽化热。
3.学习分析热学量测量中的实验误差。
【实验仪器】FD-YBQR液体比汽化热测定仪(含主机、加热炉及支架、烧杯,AD590温度传感器、量热器),保温瓶,天平等。
【实验原理】1.测量原理本实验采用混合法:将质量为M ,温度为3θ(l00℃)的水蒸气通入到量热器内杯(量热杯)中的水中,原来水的质量为m ,量热杯和搅拌器的质量分别为1m 、2m ,水和量热杯的初始温度为1θ。
水蒸气被凝结成同温度的水,最终达到平衡时的温度为2θ,如果将系统看成是一个与外界没有热交换的孤立系统,那么系统内的放热和吸热满足下面的热平衡方程:)()()(121123θθθθ-⋅+=-+A W W C M mC MC ML (1)从而)()(231211θθθθ---⋅+=W A W C MC M mC L (2) 其中:L 为水的比汽化热,W C 为水的比热容,1A C 为铝的比热容,m 为通汽前量热杯中水的质量,211m m M +=。
上面的公式是不考虑系统与外界热交换产生的热量损失时的结论,实际上只要有温差存在,就有热损失,因而存在系统误差。
本实验中,热量的损失主要是蒸汽通入盛有水的量热器,在混合过程中通过量热器向外散失热量,由此而造成系统误差。
水的比汽化热的测量误差分析
水的比汽化热的测量误差分析以银川能源学院基础部热学实验室液体比汽化热测量的实验仪器为基础,重点测量水的比汽化热,分析了用该仪器该方法测量比汽化热时误差的主要来源,并针对误差的来源,提出了简便的改进措施。
标签:水;比汽化热;误差;改进0 引言水的比汽化热的测量是大学物理热学实验室的一个重要实验项目[1],它对比汽化热和凝结热等热学概念的理解,对理论和实践的有机结合,对学生动手动脑及综合能力的培养有一定的帮助和促进作用。
从学生测量的数据来看,大部分学生所得到结果的误差较大。
本文主要利用混合法测量水的比汽化热,分析了误差产生的主要来源并提出了改进方法,力图使学生在实验的过程中注意误差的来源,并有意地去减小误差,以达到提高实验教学效果的目的。
1 实验原理及方法我们利用混合法来测量水的比汽化热。
方法是将烧瓶中接近100℃的水蒸汽,通过短的玻璃管加接一段橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。
如果水和量热器内杯的初始温度为θ1℃,而质量为M的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水,当水和量热器内杯温度均衡时,其温度值为θ2℃。
[2.3]如果将系统看成是一个与外界没有热交换的孤立系統,那么Q放=Q吸,即:ML+MC水(θ3-θ2)=(mC水+m1C铝+m2C铝)·(θ2-θ1)从而其中,m为原先在量热器中水的质量,m1和m2铝量热器和铝搅拌器的质量,L为水的比汽化热。
2 实验步骤(1)集成测温传感器AD590的定标。
本实验采用AD590型集成电路温度传感器测量温度,其线性工作电压:4.5V~20V,它的输出电流I与温度θ满足如下的线性关系:I=Bθ+A式中B称为传感器的温度系数(或灵敏度),约为1μA/℃,即温度升高(或降低)1℃,流过传感器的电流就增加(或减小)lμA,A为传感器在摄氏零度时的输出电流,该值与0℃的热力学温度273 K相对应(实验使用时,可放在冰点温度下进行确定)。
利用上述特性,可以制成各种用途的温度计。
水的比汽化热的实验报告
水的比汽化热的实验报告水的比汽化热的实验报告引言水是地球上最常见的物质之一,它在我们的日常生活中起着重要的作用。
本次实验旨在探究水的比汽化热,通过实验数据的收集和分析,我们可以更深入地了解水的性质和特点。
实验目的本次实验的目的是测量水的比汽化热,进一步了解水的性质。
实验材料和仪器1. 恒温水浴2. 电子天平3. 温度计4. 烧杯5. 温度计钳6. 玻璃棒7. 蒸馏水实验步骤1. 准备工作a. 将恒温水浴加热至适宜的温度,保持恒温。
b. 使用电子天平称取一定质量的烧杯。
c. 将烧杯放入恒温水浴中,使其温度与恒温水浴相等。
d. 使用温度计测量烧杯内水的初始温度。
2. 开始实验a. 将一定质量的蒸馏水加入烧杯中,记录下水的质量。
b. 使用温度计测量烧杯内水的最终温度。
3. 数据处理a. 计算水的质量变化量,即最终质量减去初始质量。
b. 计算水的温度变化量,即最终温度减去初始温度。
c. 根据热量守恒定律,计算水的比汽化热。
实验结果根据我们的实验数据,我们得到了如下结果:1. 水的初始质量为X克。
2. 水的最终质量为Y克。
3. 水的初始温度为A℃。
4. 水的最终温度为B℃。
5. 水的质量变化量为(Y - X)克。
6. 水的温度变化量为(B - A)℃。
7. 水的比汽化热为Q焦耳。
讨论与分析通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 水的比汽化热是一个固定的物理常数,与水的质量和温度变化量有关。
2. 在本次实验中,我们得到的水的比汽化热为Q焦耳。
结论通过本次实验,我们成功测量了水的比汽化热,并得出了水的比汽化热为Q焦耳的结论。
这一实验结果对于深入理解水的性质和特点具有重要意义,也为相关领域的研究提供了有价值的参考。
实验的局限性和改进方向在本次实验中,我们只测量了水的比汽化热,没有对其他物质进行比较。
为了更全面地了解不同物质的性质,可以考虑将其他物质纳入实验范围。
此外,实验过程中可能存在一些误差,可以通过增加实验次数和改进实验方法来提高实验结果的准确性。
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液体比汽化热的测量
1.实验目的
(1)学习集成线性温度传感器AD590的定标方法,熟悉其精确测温的实验过程。
(2)学习液体比汽化热的非电量电测的方法,精确测量水的比汽化热。
2.实验原理
物质由液态向气态转化的过程称为汽化,液体的汽化有蒸发和沸腾两种不同的形式。
不管是那种汽化过程,它的物理过程都是液体中一些热运动动能较大的分子飞离表面成为气体分子,而随着这些热运动较大分子的逸出,液体的温度将会下将,若要保持温度不变,在汽化过程中就要供给热量。
通常定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热。
液体的比汽化热不但和液体的种类有关,而且和汽化时的温度有关,因为温度升高,液相中分子和气相中分子的能量差别将逐渐减小,因而温度升高液体的比汽化热减小。
物质由气态转化为液态的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同的热量,因而,可以通过测量凝结时放出的热量来测量液体汽化时的比汽化热。
本实验采用混合法测定水的比汽化热。
方法是将烧瓶中接100C 0的水蒸汽,通过短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。
如果水和量热器内杯的初实温度为T 1C 0,而质量为M 的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水,当水和量热器内杯温度均一时,其温度值为T 2C 0,那么水的比汽化热可由下式得到:
)()()(12121123T T C m C m mC T T MC MQ A A W W -⋅++=-+ (1) 其中,W C 为水的比热容;m为原先在量热器中水的质量;C A1为铝的比热
容;m1和m2分别为铝量热器和铝搅拌器的质量;T3为水蒸汽的温度;Q为水的比汽化热。
集成电路温度传感器AD590是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两个引出端之间,当加有某一定直流工作电压时(一般工作电压可在4.5 V -20 V范围内),如果该温度传感器的温度升高或降低1C0,那么传感器的输出电流增加或减少1μA,它的输出电流的变化与温度变化满足如下关系:
I=B*T+A(2)
其中,I为AD590的输出电流,单位μA/C0;T为摄氏温度,B为斜率,A为摄氏零度时的电流值,该值恰好与冰点的热力学温度273K相对应(实际使用时,应放在冰点温度时进行确定)。
利用AD590集成电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的温度计。
在通常实验时,采取测量取样电阻R上的电压求得电流I。
3.实验仪器
实验仪器主要由烧瓶、电炉、橡皮管、量热器、AD590、M温控和测量仪表等组成。
4.实验过程
1.集成电路温度传感器AD590的定标。
每个集成电路温度传感的灵敏度有所不同,在实验前,应将其定标(实际在我们提供的测量仪器中已经接好电阻为1000±
Ω1%,数字电压表为四位半,传感器加电源电压为6V。
你只要把AD590的红黑接线分别插入面板中的输入孔即可进行定标或测量)。
把实验数据用最小二乘法进行直线拟合,求得斜率B,截距A。
2.水汽化热的实验:
(1)用物理天平或电子天平秤量热器和搅拌器的质量m1+m2,然后在量热器内杯中加一定量的水,再秤出盛有水的量热器和搅拌器的质量减去m1+m2得到水的质量m。
(2)将盛有水的量热器内杯放在冰块上,预冷却到室温以下较低的温度。
但被冷却水的温度须高于环境的露点,如果低于露点,则实验过程中量热器内杯外表有可能凝结上簿水层,从而释放出热量,影响测量结果。
将预冷过的内杯放还量热器内再放在水蒸汽管下,使通汽橡皮管插入水中约1cm深,注意汽管不宜插入太深以防止通汽管被堵塞。
(3)将盛有水的烧瓶加热,开始加热时可以通过温控电位器顺时针调到底,此时瓶盖移去,使低于100C0的水蒸汽从瓶口逸出。
当烧瓶内水沸腾时可以由温控器调节,保证水蒸汽输入量热器的速率附合实验要求。
这时要首先读下温度仪的数值T1。
接着把瓶盖盖好继续让水沸腾向量热器的水中通蒸汽并搅拌量热器内的水,通过时间长短,以尽可能使量热器中水的未温度T2与室温的温差同室温与初温T1差值相近,这样可使实验过程中量热器内杯与外界热交换相抵消。
(4)停止电炉通电,并打开瓶盖不再向量热器通汽,继续搅拌量热器内杯的。
经过水,读出水和内杯的未温度T2。
再一次秤量出量热器内杯水的总质量M
总
计算,求得量热器中水蒸汽的质量M=M
-M0。
(M0为未通汽前,量热器内杯、
总
搅拌器和水的总质量)
(5)将所得到的测量结果代入公式(1),即:求得水在100C0时的比汽化热。
5.实验数据处理
1. AD590校正,标准电阻R=1000Ω
电压/mV 电流/μA 温度/℃
319.0 0.319 44
312.0 0.312 37
306.0 0.306 31
301.4 0.301 26
297.3 0.297 21
由图表可知电流、电压和温度的关系:
I=0.001T+0.275 μA
U=T+275 mV 2.计算水的比汽化热
实验数据:
M container /g U
1
/mV U
2
/mV M
totle
/g M
initial
/g T
room
/℃M
water
/g M
steam
/g
1 116.39 276.9 310.6 228.59 222.04 15 105.65 6.55
2 117.87 288.2 320.0 216.32 210.81 18 87.4
3 5.51
3 117.87 280.3 320.2 222.7 215.71 18 97.8
4 6.99 电压和温度的换算:U=T+27
5 mV
换算结果:
U
1/mV T
1
/℃U
2
/mV T
2
/℃
276.9 1.9 310.6 35.6
288.2 13.2 320.0 45.0
280.3 5.3 320.2 45.2 根据公式:
M steam Q+M steam Cw(T steam-T2)=(M water C w+M container C Al)(T2-T1) 计算结果和误差:水在100℃时公认的比汽化热为:2.25×103 J/kg
Q/(J/kg) 误差/%
1 2.55 13
2 2.49 11
3 2.71 20
3.实验结论与分析
由FD-YBQR液体比汽化热测量仪测得的水在沸腾时的比汽化热和标准值相差比较大,主要原因有:
(1)M container的质量应该是内筒和搅拌棒的质量,在称量时称的是整个容器。
(2)导气橡胶管上沾有一定水分。
(3)容器不是一个绝对的绝热体,有一定的热量损失。