实验三 燃料热值测定
燃烧实验教案二通过实验学习燃料热值和热量的测定方法
燃烧实验教案二-通过实验学习燃料热值和热量的测定方法导语:在科学教育中,实验课教学是非常重要的一环。
通过实验,可以让学生更加深入地了解到学习内容,培养其实验操作能力和科学精神。
在化学实验中,燃烧实验是非常经典并且具有重要意义的实验之一。
本文将介绍一篇燃烧实验教案,帮助学生通过实验学习燃料热值和热量的测定方法。
一、实验内容本次燃烧实验,我们需要使用以下材料:1. 煤样(或木杆、石油等燃料)2. 烧杯3. 密度瓶4. 温度计5. 支架、铜网、矾铝石毡等实验器材实验步骤:1. 烧杯法测定燃料的热值将装有20毫升水的烧杯称重,投入一定量的煤或其他燃料,点燃,进行燃烧,持续时间大约为10分钟,将烧杯再称重,并计算水的温度变化。
利用下面的公式,可求得燃料的热值。
燃料的热值 = 发热量 / 燃料的质量其中,发热量等于水的质量乘以升温的摩尔热。
2. 密度瓶法测定燃料的热值将密度瓶充满水,称重,再放入一定的燃料样品,使其完全浸没在水中,点燃燃料,进行烧制,释放出热量。
此时,由于烧制产生的气体体积膨胀,使密度瓶里的水溢出一些,只要再加入足量的水,使水面至于密度瓶的刻度线之上,即可继续称重。
测量燃料消耗的重量,并用密度计测定溢出的水的体积,这样可以求得:燃料的热值 = 发热量 / 燃料的质量其中,发热量等于水与瓶壁所吸收的热量加上外界所吸收的热量。
二、实验原理热值:燃料的热值是指燃烧单位质量燃料所产生的热能的多少。
常用的热值单位有千卡/克、千焦/克、BTU/磅等。
热值越高,表示燃料所含的能量越多,这种燃料的使用效率越高。
燃烧热量:燃料的燃烧是一种氧化反应,也就是燃料与氧气发生反应,生成氧化产物和释放出热量。
反应过程中产生的热能就称为燃烧热量。
燃烧热量越大,表示燃料氧化反应所放出的热能越多,这种燃料燃烧效率越高。
三、实验结果通过上述实验步骤,我们可以得到经过测量得到的实验数据。
通过计算这些数据,可以得到燃料的热值和燃烧热量。
实验报告燃烧热的测定
实验报告燃烧热的测定实验报告:燃烧热的测定一、实验目的本次实验的主要目的是准确测定某些物质的燃烧热,通过实验操作和数据处理,深入理解燃烧热的概念及其在热力学中的重要性。
同时,掌握量热计的使用方法和相关实验技能,提高实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒压条件下测量的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp),在恒容条件下测量的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv)。
对于理想气体,Qp = Qv +ΔnRT,其中Δn 为反应前后气体物质的量的变化,R 为气体常数,T 为反应温度。
本实验中,采用氧弹式量热计来测量燃烧热。
量热计内装有一定量的水,样品在氧弹中燃烧放出的热量使量热计和水的温度升高。
根据水的温升、量热计的热容以及样品的质量,可计算出样品的燃烧热。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计压片机电子天平贝克曼温度计氧气钢瓶点火丝2、试剂苯甲酸(标准物质)待测物质(如萘)四、实验步骤1、样品准备用电子天平准确称取约 10g 苯甲酸,在压片机上压成片状。
称取约 08g 待测物质(萘),同样压片处理。
2、量热计准备检查氧弹的气密性,确保其完好无损。
向量热计内加入一定量的去离子水,准确测量水的质量。
3、安装样品将压好的样品片放在氧弹的坩埚内,用点火丝连接好。
拧紧氧弹盖,充入氧气至一定压力。
4、测量初温将氧弹放入量热计中,插入贝克曼温度计,搅拌均匀,测量体系的初始温度。
5、点火燃烧接通点火电路,点火使样品燃烧。
6、测量终温观察温度变化,待温度上升至最高点后,继续测量一段时间,以确保温度稳定。
记录最终温度。
7、重复实验对同一待测物质进行至少两次平行实验,以提高数据的准确性。
五、实验数据处理1、苯甲酸燃烧热的测定根据苯甲酸燃烧前后的温度变化(ΔT1)、水的质量(m1)、量热计的热容(C),计算苯甲酸的燃烧热(Q1)。
2、萘燃烧热的测定同样根据萘燃烧前后的温度变化(ΔT2)、水的质量(m2)、量热计的热容(C),计算萘的燃烧热(Q2)。
[doc] 生物质燃料燃烧热值的测定
生物质燃料燃烧热值的测定新能源.一i99t.i3(T)一34~6生物质燃料燃烧热值的测定江淑琴(中国科学院工程热物理研究所)摘要末文扼要介龆了测定燃料热值的基奉概念,韭对洲定生袖质燃料应注重的问题作了说明,找保证其精确性.文中列出了有关生物质燃料燃烧热值的测定蛄果,供应用参考.一,前言燃烧热值是评价燃料质量的一个重要指标,定义为单位重量的燃料完全对所释放的热量.各种常规能源燃料的热值,由生产及使用单位进行测定.对生物质燃料的热值测量还仅仅是开始.长期来,生物质作为能源应用,虽然其量不少,如我国生物质燃料约占农村能源总消费量的7O嘶,而且在今后相当长的一段时间内,仍是农村能源的主要来源,然而对其燃烧技术的研究,却一直未发生实质性变化.几千年来船袭简单的直接燃烧方法,对作为燃料应用的各种性能了解甚少.目前,国内外对生物质燃料的应用按术研究逐渐开展起来,对生物质燃料的基础研究工作必然会随之进行.国内生产的热值测量仪不断改进,不断提高,现已进入智能化阶段.我们的测定工作,使用长沙仪器厂生产的GR3500-B1型热量计,它配有MCT-B型电脑热量测量处理仪,实现了自动测量,自动计算,使操作简化并提高了测量准确度.二,基本概念燃料的热值主要取决子燃料中可燃物质的化学组成,但也与燃料的燃雏条件有关. 34?一定种类的燃料,其化学组成可被认为是一定的,而燃烧条件别是可以变化的.因此,必须明确规定燃烧时的条件,才能得出丰斗学而准确的热值.根据燃烧条件的不同,燃料具有下列三种不同的燃烧热值:1?弹筒热值(Q口r)列用热量计进行热值洳J定,得到的是弹筒热值.它是将燃料在具有高压氧气的条件下完全燃烧,然后使燃烧产物冷却到燃料的原始温度(25℃)时,单位重量燃料所放出的热量.在此条件下,试样中的碳宪垒燃烧生成二氧化碳,氢燃烧变成水且所形成的水经冷却变成液态的水,硫和氮(包摇弹筒内空气中的氮)氧化,生成相应的氧化物后溶于水形成硫酸和硝酸.由于这些化学反应都是放热反应,因而弹筒热值较实际燃烧过程(在空气中,常压)放出的热量值要高,它是燃料的最高热值.’弹筒热值应按卞式计算.rA—T—W--e.R式中,口——弹筒热值(卡/克)JG——样品重量(克)J△T——温升值(屯),——热容量(卡/℃)J£R.一点火丝释放的热量(卡/克).-在实际应用时,应将弹筒热值换算成下面两种热值.2.商位热值(Q0)毹祷匹一单位重量燃料在常压下的空气巾完全燃烧对释放的热量.在这种条件下,燃烧产物冷却到燃料的原始温度(约25=C),燃料’的碳燃兢变为二氧化碳,氢燃烧变成水且呈液态,硫形成二氧化硫,氨变为游离氨气.由弹衙热值减去硫酸和硝酸的形成热和溶解热鄹为高位热值.它是燃料实际燃烧列的热值,故在评价燃料质量时,可用高他热值作标准值.其计算公式为:O=eLt一(3.6—5dQ)式中,口占一高位热值(卡/克);~漪定弹筒洗液时所消耗的0.1NNaOH标准溶液的毫升数Ia——硝酸校正系数,一般取0.001.0.假位热值(QD)燃料在工韭炉中燃烧,生物质中所台的氧与氧化台形成水,它与生物质中所含水分一起星蒸汽状态,随燃烧产物(烟气)排出炉外.在形成水并汽化时,要吸收一定的热量(约6O0—克),致使燃料在燃烧炉中燃烧时所放出的热量较少,此时测得的热值即低位热值.低位热值是燃料能够有效利用的热值(也称净热值),在数值上它是高位热值去水的汽化热,其计算公式为:O;O一6(9H+W)式中,0刍一低位热值(卡/克);W——分析样品的水分(晡),H,——分析样品的含氢量(%).三,测定结果生物霞新够及的范围宽广,除了目前l广泛应用的薪材,稽秆等物之外,可利用的生物质还很多,各地可因地制宜,就地取料,诸如食品加工广抛弃的桃核,杏核,枣核和核裢壳等,糖广无用的甘蔗渣,甜菜渣等i 粮食加工广筛出的稻壳,豆英等都是可以充分利用的生物质,其燃烧热值有待测定. 生物质中所含的硫,氨量很低,因此在热值测定时,由它们引起的热值变化可以忽略不计,围而可以用弹筒热值来代替所需要的高位热值.对下列几种I!物质热值测定的结果列表1r根据所测得的数值计算出干生物质的热值同时列于表中,以便比较.襄T几种生物质的璐烧热僵衷生物质名称i含水率高位热值J羞黧霍{备注I(啊)(卡/克)l(卡/克)i荆条J&.574213扁担杆}8.454152紫穗槐6.8442554608刺槐8.04】4233l4603榆树9.074122l4533j~~r一~——一稻草l7.o【I35713840玉米芯9.15J406314472} ——一——.——J一————‘一—————————一——玉米苞叶13.9737234328『.14一丁霍一桃核}11.44:44795058不合桃仁一——一——一I————————————I————枣核J11.2342434735l四,结果分析燃料的热值与臻料的化学组成有关,就高位热值而言,主要的影响因素是含碳量的多少,含碳量高的样品其高位热值高,含碳量低时则高位热值低,这一点已有实验证明了. 在热值的实际测量过程中,样品含水率的高低,直接影响到测得的弹筒热值,势必影响计算而得的高位热值,低位热值.如若对各种燃料的热值进行比较,应换算成千燃料的热值才有意义.这一点对生物质燃料尤为重要.一般来说,生物质燃料材质琉松,易于吸收周围空气中的水分,改变其含水率, 使测褥的弹简热值不同.因而,在测定生物‘35’磺热情的嗣时,必须测定其含水率,逭样得刘的热值才有用据资料介绍,音水率为4.07%的稻:,其元素成分为H506%,C38.32%,SO1i%, NO.63%,高位热值为3642卡/克,低佗热值3299卡/克.如将其折算为含水率为0时,其高位热值为3832卡/克.本实验测得信为3840 卡/克,与资料提供的数据相符.本材成分所含元素(c,H,o)含量大致相同,约为C49.2%,H6.2%,043.5%,衰2术扦盘麓热值奠含水率的变化情况台水率(喵)05』1015{20高位热值I{:大卡/公斤)46004370I4i4030l0J3680】IlI一{——————一——低位热值’l426540053740f34853225:太卡/公斤)大礤岛风一油联网发电系统通燃鉴定大陈岛风一油泵统经两年多运行后,于1991年月18~J4日在浙江省枢江市由浙江省科委组织了鉴定.参加鉴定的专家一致认为,谈系统性能稳定,技术先进,已达~rl/L十年代中期国际先进水平.大陈岛风一油系统由三台55丹麦Bons风力发电机,五台柴油发电机组和一个风一油控制系统构组成.控制系统包括一盘硪8.0o工业控制计算机.可调负载电阻(dampload)和一组相位补偿电(上接算52页)饭,炒菜,烧力t等炊事要求.主要技术性能指标:①灶前设计压力85毫米水柱}@婀气耗量0.48标米/时:@设计负荷2400千卡/时(按热值5000千卡/标米);④热效率60~02嘶:@烟气中CO含量o.o1%以下;@灶前压力为3~5oo毫米水柱时无脱水,回火,黄焰.北京市公用事业科学研究所朱楚林等八成.t36lN1.1%.根据l术实验测得的于东材高伊热值平均值为4600卡/克左右,计算不唰含水率时n々,帏融热情列于袭2.五,结论①可作为燃料应用的生物质,将随能源按术的发展逐渐扩大,其燃烧热值的测定是十分必要的一项工作.人们习惯于以高位热值和低位热值标志能源的品质.鉴于生物质含水率的波动范围较大又极不稳定,它与周围环境的湿度关系密切,因此将其折算成干材料的热值,便于比较衡量.③智能化的热量计,可大大简化操作手续,提高效率,提高测定数据的准确性.(原稿19g1年4月I13收到)容器蛆,控制风力机启停和柴油发电机组,使电网在如下三种工况下自动运行:①柴油发电机组单独供电;@柴油发电机组与风力机并网供电;@风力机单独供电(即风力机与离合器脱开后作调相运行的柴油发电机并联运行).快速调节并八电网的可调负载电阻和相位补偿电容器蛆,电网便能在上述三种]==况下稳定运行.经测试,电网频率为50±o.6Hz,,电压为220主G~o1啦埤l2揖至I99t年3月,三台风力机向电网送电64万多千瓦时,单枫平均运行时间超过1.驯,时o(新能源阿陈采明)(135)北京市农村太甩_麝试点正程研究花格式集热墙综合方案,在没有任何辅助的情况下,冬季室内平均温睦为12℃,最高韫鏖’s[标签:快照]。
燃气热值的测定
燃气热值的测定(实验序号:03030035)一、实验目的1. 测量燃气的高位热值和低位热值,了解水流式热量计的工作原理。
2. 掌握水流式热量计的正确操作方法,学会分析影响测量精度的因素。
二、基本原理燃气的热值是指1(Nm 3)的燃气完全燃烧所放出的全部热量。
分为高位热值和低位热值。
燃气的高位热值是指每标准立方米(0℃,101.325kPa )干燃气完全燃烧后,其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的温度,烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。
燃气的低位热值则是指在上述条件下,烟气中的水蒸气仍以蒸气状态存在时,所获得的全部热量。
水流式热量计是利用水流吸热法来测定燃气的热值的,燃气在一衡定压力下进入本生灯燃烧,释放出热量,在热量计内与连续恒温水流进行充分的热交换使水流温度升高,热平衡方程式可近似写成:V ·H h =cm t ∆ (1)式中:H h —燃气的高发热值(kJ/Nm 3)V —单次实验中,在热量计内燃烧的燃气体积(Nm 3) m —在同一次实验中,流过热量计的水量(kg ) Δt —热量计进、出水的温差(℃)c —水的定压容积比热[4.1868kJ/(kg ·℃)] 由式(1)可得:Vtcm H h ∆=(2) 燃气的高位热值减去烟气中水蒸气凝结时放出的热量q ,就可得出燃气的低位热值,即:q Vtcm q H H h -∆=-=1 (3) 因此测得耗气量、水量及其温度差和冷凝水量就可以算出燃气的高、低位热值。
(耗气量换算成标准状态下的体积还需测得燃气温度、压力和大气压力)。
三、仪器及测量系统测量系统由以下几部分组成(见测量系统图):燃气压力调节器A ,湿式燃气表B ,稳压器C ,热量计D ,水箱E 及数字天平。
(一) 热量计(见图30-1)热量计是实现方程式(1)的主要机构。
燃气通过本生灯在热量计中完全燃烧。
进入热量计的水经过水箱恒水位,使水流量稳定不变并把燃气燃烧产生的热量全部吸收。
比较燃料的热值实验
比较燃料的热值实验
燃料的热值是指单位质量燃料燃烧产生的热量。
比较燃料的热值实验通常可以使用称为燃烧热计的仪器进行。
实验步骤如下:
1. 准备燃烧热计:将燃料放入燃烧热计中,并确保其环境干燥,无杂质。
2. 称量燃料:使用天平精确称量一定质量的燃料。
3. 点火燃烧:点燃燃料,并将燃烧热计中的温度计记录下来。
4. 观察燃烧:观察燃烧过程,确保燃料完全燃烧,并记录燃烧时间。
5. 测量温度变化:观察燃烧过程中燃烧热计中的温度变化,并记录下来。
6. 计算热值:根据温度变化和燃料质量,使用燃烧热计的公式计算出燃料的热值。
需要注意的是,比较燃料的热值实验可能需要在控制环境条件下进行,以确保实验结果的准确性。
另外,不同的燃料可能有不同的燃烧特性,因此在比较热值时需要使用相同的实验条件和方法。
燃料热值测定实验报告
燃料热值测定实验报告实验目的:本实验旨在测定燃料的热值,通过测量燃料燃烧释放的热量,计算出其单位质量或单位体积的热值。
实验原理:燃料的热值是指单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧时所释放的热量。
常用的燃料热值单位有热量/质量(J/g、kJ/kg等)和热量/体积(J/cm^3、kJ/L等)。
本实验采用量热法测定燃料的热值。
具体步骤如下:1. 准备好实验所需的设备和试剂,包括量热仪、秤、点火器等。
2. 清洁并称量一定质量(或体积)的燃料样品。
3. 在量热仪中注入一定质量(或体积)的水,并记录水的初始温度。
4. 将燃料样品放入量热仪内,利用点火器点燃燃料,使其完全燃烧。
5. 在燃烧过程中,观察和记录量热仪内的水温变化,直至温度稳定。
6. 利用量热仪的热容量和水温的变化量,计算出燃料的热值。
实验步骤:1. 准备量热仪和其他所需设备,并检查其是否正常工作。
2. 使用秤准确称量一定质量的燃料样品,记录质量值。
3. 在量热仪中注入一定质量的水,并记录水的初始温度。
4. 将燃料样品放置在量热仪的点燃装置上,点燃燃料,并立即将点燃装置整体放入量热仪内。
5. 注意观察水温的变化过程,并记录变化的最高温度。
6. 根据量热仪的热容量和水温的变化量,计算出燃料的热值。
实验数据与结果:1. 燃料样品质量:m = xxx g2. 注入水的质量:m1 = xxx g3. 水的初始温度:T1 = xx ℃4. 水的最终温度:T2 = xx ℃计算过程:1. 计算水的热容量:C = m1 × Cw,其中Cw为水的热容量常数。
2. 计算水的吸收热量:Q1 = C × ΔT,其中ΔT = T2 - T1。
3. 根据量热仪的热容量和水的吸收热量,计算出燃料的热值:Q2 = Q1 / m实验结果:经过计算,得出燃料的热值为 Q2 = xx J/g (或 kJ/kg)。
实验讨论:1. 在进行实验的过程中,应注意燃料的完全燃烧,以避免实验结果的误差。
燃料热值测定实验报告
一、实验目的1. 了解燃料热值的概念及其测定方法。
2. 掌握使用氧弹量热计测定燃料热值的原理和操作步骤。
3. 学会计算燃料的摩尔燃烧热和燃烧热值。
二、实验原理燃料热值是指单位质量燃料在完全燃烧时所释放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv),在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp)。
根据热力学第一定律,恒容燃烧热等于燃料的内能变化(ΔU),恒压燃烧热等于燃料的热焓变化(ΔH)。
若将参加反应的气体和反应生成的气体视为理想气体,则有下列关系式:ΔH = ΔU + PΔV其中,ΔV为气体体积变化,P为压强,R为气体常数,T为热力学温度。
本实验采用氧弹量热计测量燃料的热值。
实验原理是将一定量燃料样品在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。
通过测量燃烧前后量热计温度的变化值,结合燃料的质量和摩尔质量,可以计算出燃料的摩尔燃烧热和燃烧热值。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹量热计、电子天平、量筒、温度计、计时器、搅拌器、滴定管等。
2. 试剂:燃料样品(如苯、甲苯等)、苯甲酸(标准物质)、点火丝、助燃棉线等。
四、实验步骤1. 标定量热计常数K(1)称取一定量的苯甲酸,置于氧弹中,加入适量水。
(2)将点火丝系于苯甲酸上,放入氧弹。
(3)关闭氧弹,连接量热计,确保密封。
(4)启动计时器,点火燃烧苯甲酸。
(5)待燃烧结束后,记录量热计温度变化值。
(6)根据苯甲酸的摩尔质量和燃烧热值,计算燃烧放出的热量Q。
(7)计算量热计常数K = Q / ΔT,其中ΔT为温度变化值。
2. 测定燃料样品的热值(1)称取一定量的燃料样品,置于氧弹中,加入适量水。
(2)将点火丝系于燃料样品上,放入氧弹。
(3)关闭氧弹,连接量热计,确保密封。
(4)启动计时器,点火燃烧燃料样品。
(5)待燃烧结束后,记录量热计温度变化值。
(6)根据燃料样品的摩尔质量和燃烧热值,计算燃烧放出的热量Q。
实验三燃料热值测定
实验三燃料热值的测定一、实验的理论基础燃料的燃烧热(或热值)是指单位质量(g或gmol)的燃料在标准状态下与氧完全燃烧时释放的热量。
完全燃烧是指燃料(常指碳氢燃料)中的C完全转变为二氧化碳,氢转变为水,硫转变为二氧化硫。
如果燃烧发生于定压过程,这是的燃烧热为定压燃烧热,又称燃烧焓,如果燃烧过程保持容积不变,这是的燃烧为定容燃烧热。
假定有N'”,“"”分别为反应物和产物,则kcal/gmal,kcal/kg)。
上标“o”代表标准1atm,25℃),它们之间的关系为:∆N=0,根据反应产物中水的状态不同,热值又有低热值和高热值之分。
如产物水为蒸汽,这是的热值为低热值,如产物为液态水,热值为高热值,两者的差值为水的蒸发潜热(Qr=10.52kcal/gmal)。
kcal / kg)a为修正系数;无烟煤和贫煤取0.001,其它煤种取0.0015。
二、实验原理15℃~30℃)下固体或液体燃料的弹筒定容热值实验过程中使环境(量热体系以外)温度不变,给定的燃料试样在氧弹中完全燃烧释放热量。
使量热体系温度升高,记录实验过程中温度的变化,就可以算出燃料试样的弹筒热值。
在测量中,先使已知热值的标准热值苯甲酸(6342cal/g)在量热体中燃烧,求出热量计的水当量(数值上等于量热体系温度升高1℃所需的热量)。
然后在相同条件下,使被测(1)式中:K为水当量(Cal/K),∆T为温度增量(K),G为试样重量(g)。
三、实验装置和实验试剂1278 941.2.3.搅拌器4.搅拌马达5.绝热支柱6.氧弹7.贝克曼温度计8.工业用玻璃温度计11.放大镜12.电动振动装置13.水14.指示灯15.可变电阻调节16.开关图4—1燃料燃值测定实验装置与结构1.氧弹式热量计(见图4—1)及其附件;2.氧气瓶及减压阀;3.压块机;4.盘架天平,粗称煤粉重量;5.分析天平,精确测定点火铁丝和煤粉重量,型号:TG328B,分度值0.1mg;6.点火铁丝,直径小于0.2毫米,剪成10cm一段,将等长度的10根铁丝在分析天平称重,算出每根铁丝的平均重量;7.贝克曼温度计,刻度范围0~5℃;分度值0.01℃估读到0.001℃;8.玻套温度计,测量外筒水温,刻度范围9.0~50℃,分度值1℃;10.万用电表;11.标准热值苯甲酸(6324Cal/g);12.蒸馏水;13.煤粉试样;14.酸洗石棉;15.弹头架;16.工具;四、实验步骤1.试样称重,取煤粉试样1.0~1.2g,先在托盘天平上粗称,然后在分析天平上称准到0.0002g,放在垫有酸洗石棉的坩埚中,当测定低热值煤或灰份大于40%的煤样时,可加0.2g 左右已知苯甲酸热值。
燃料的热值计算方法及其教案
燃料的热值计算方法及其教案燃料的热值是指每单位质量的燃在完全燃烧时所放出的热量,是评价燃料燃烧能力的重要指标之一。
热值的大小直接影响着燃料的价值,并可作为确定燃料能源释放量的重要参数。
燃料的热值计算方法主要有物理方法、化学方法和综合计算法,本文将从这三个方面详细介绍。
一、物理方法物理方法又叫热物理方法,是利用物理规律直接测定热值的方法。
主要基于热量平衡法和温度平衡法两个原理,来进行燃料热值计算。
1、热量平衡法热量平衡法又称为热量测量法,是一种简单而常用的测定燃料热值的方法,适用于液态和固态燃料。
其基本原理是,将一定重量的燃料在定容的可能进行完全燃烧,将得到的热量与所需的燃料质量相比,并按比例计算出每克或每千克燃料放出的热量。
热量平衡法的计算公式为:Q=K×m其中,Q为燃烧所产生的热量,单位为卡/克或千焦/千克;K为燃料的热值,单位为卡/克或千焦/千克;m为燃料的质量,单位为克或千克。
可见,该计算方法的关键在于K值的准确性。
2、温度平衡法温度平衡法是利用燃料燃烧时放出的热量将水进行加热降温的方法,然后通过测量水温变化量,计算出热量的方法。
这种方法比较适用于气体燃料,例如天然气、液化气等。
温度平衡法的计算公式为:Q = (t2 - t1) × m × Cp其中,Q为燃烧所产生的热量,单位为卡或千焦;t2和t1分别为水的末温和初温,单位为摄氏度;m为水的质量,单位为克或千克;Cp为水的比热容,单位为卡/(克·摄氏度)或千焦/(千克·摄氏度)。
温度平衡法的关键是要保证测量过程中水的温度完全稳定,以确保计算准确。
二、化学方法化学方法又称燃烧分析法,是通过测量燃料完全燃烧时所产生的化学反应的热量来计算燃料热值的方法,作为准确性比较高的燃料热值计算方法之一。
化学方法可以分为直接法和间接法两种。
1、直接法直接法是将一定量的燃料与氧气在特定条件下进行完全燃烧,利用稳定的燃料热值标准样品,同时燃料热值计算出该燃料的热值。
燃烧热测定实验报告
燃烧热测定实验报告
实验目的:测定燃烧热的实验方法是通过燃烧反应放出的热量来测定物质的燃烧热,其目的是通过实验数据计算出物质的燃烧热。
实验原理:燃烧热是指单位质量物质完全燃烧时释放出的热量。
利用爆燃法测定反应热时,炉眼中的物质完全燃烧时所放出的热量与物质的质量成正比,与物质的化学性质无关。
实验步骤:
1. 将实验室环境温度调节到恒定值,并记录下来。
2. 在实验室专用量热容器中加入一定质量的待测物质。
3. 使用点火器点燃待测物质,在物质完全燃烧后,记录下炉眼中的物质的质量变化。
4. 使用温度计记录燃烧过程中热容器内的温度变化。
5. 根据已知的物质燃烧热计算出待测物质的燃烧热。
实验数据:
环境温度:25°C
待测物质质量:10g
炉眼中物质质量变化:-4g
燃烧过程中热容器内温度变化: 10°C
实验结果:
待测物质的质量变化为-4g,说明物质在燃烧过程中减少了4g。
燃烧过程中热容器内的温度变化为10°C。
据已知,燃烧热与物质质量变化成正比,因此可得待测物质的
燃烧热为Q = m × ΔT = 4g × 10°C = 40J/g。
实验结论:
根据实验结果计算得到待测物质的燃烧热为40J/g。
根据燃烧热的定义,待测物质在完全燃烧时,每克物质释放出40焦耳的热量。
燃料热值的测定指导书
燃料热值的测定(氧弹法)单位燃料完全燃烧后所放出的热量称为热值,它是衡量燃料质量优劣的重要指标之一。
燃料热值可用氧弹量热计直接测定。
一.实验目的1.了解氧弹热量计的构造和使用,掌握燃料热值测定原理和方法。
2.测定燃料的热值。
二.实验原理将已知量的燃料置于密封容器(氧弹)中,通入氧气,点火使之完全燃烧,燃料所放出的热量传给周围的水,根据水温升高度数计算出燃料热值。
测定时,除燃料外,点火丝燃烧,热量计本身(包括氧弹、温度计、搅拌器和外壳等)也吸收热量;此外量热计还向周围散失部分热量,这些计算时都应考虑加以修正。
热量计系统在实验在条件下,温度升高1℃所需要的热量称为热量计的热容量。
测定之前,先使已知发热量的苯甲酸(量热计标准物质、热值为26466J/g )在氧弹内燃烧,标定热量计的热容量K 。
设标定时总热效应为Q ,测得温度升高为Δt ,测得热容量为t Q K ∆=/。
热量计的热容量已由实验室已经测得K=15155 J/℃,同学可不必再测。
测定时,再将被测燃料置于氧弹中燃烧,如测得温度升高x t ∆,则燃烧总效应为:x t K Q ∆⨯=。
再经进一步修正计算出燃料的热值。
具体计算方法如下:1、热量计的热容量K 值的计算:θ∆+-+=)(02211t t M Q M Q K n式中:K ——热量计的热容量,J/℃;1Q ——苯甲酸(量热计标准物质)的热值为26466J/g ; 1M ——苯甲酸的净重量,g ; 2Q ——点火丝的热值为6000J/g ; 2M ——点火丝的净重量,g ;n 0t 和t ——主期初温和末温,℃;θ∆——量热体系与环境的热交换修正值,℃;计算方法(瑞-芳法)如下:n n n i n n n nV n t t t V V +-++--=∆∑-)2( 11000θθθθ其中:n V V 和0——初期和末期的温度变化率,℃/30s ;n θθ和0——初期和末期的平均温度,℃;n ——主期读取温度的次数; i t ——主期按次序温度的读数。
燃料的热值的实验测定与计算
燃料的热值的实验测定与计算燃料的热值是指在完全燃烧下所释放的热量,是衡量燃料质量的重要指标。
实验测定和计算是确定燃料热值的两个主要方法。
下面我们将介绍一种常用的实验测定和计算燃料热值的方法。
实验测定燃料热值的方法通常使用称为燃烧热弹法的技术。
这种方法使用一种称为热弹的装置,通过测量燃料完全燃烧产生的热量来确定燃料的热值。
以下是一种常见的实验测定燃烧热弹法的方法:1. 准备实验装置:准备一个热弹装置,包括一个热弹仪、一个称量器和一个点火装置。
2. 称量燃料:使用称量器准确地称量一定质量的燃料,并记录下来。
3. 放入热弹:将称量好的燃料放入热弹中,并密封好。
4. 点火燃烧:使用点火装置,在热弹中点燃燃料,并保持燃烧稳定。
5. 测量热量:在燃烧过程中,使用热弹仪测量热弹的温升,通过测量温升的大小可以计算出燃料产生的热量。
6. 计算热值:通过已知的燃料质量和测量得到的热量,可以计算出燃料的热值。
计算燃料热值的方法通常使用化学平衡方程和标准燃烧热的数据。
以下是一种常见的计算燃料热值的方法:1. 确定化学方程式:确定燃烧反应的化学方程式,这取决于燃料的成分和反应产物。
2. 确定燃烧产物:根据燃烧反应的化学方程式,确定燃烧产物的化学计量比例。
3. 确定标准燃烧热:查找已知燃料成分的标准燃烧热数据,这些数据可以在化学手册或相关的数据库中找到。
4. 计算热值:根据燃烧反应的化学方程式、燃烧产物的计量比例和标准燃烧热数据,计算出燃料的热值。
总的来说,实验测定和计算燃料热值是两种互补的方法,可以相互验证。
实验测定方法直接测量燃料燃烧产生的热量,更加直观和准确。
而计算方法则根据燃烧反应的化学方程和已知的燃烧热数据,得到燃料的热值。
在实际应用中,我们常常使用计算方法进行燃料热值的估算,因为实验测定方法比较复杂,成本较高。
燃料的热值是研究燃料性能和优化燃烧过程的重要依据,准确测定和计算燃料热值对于工程实践和科学研究具有重要意义。
实验报告燃烧热的测定
实验报告燃烧热的测定实验报告:燃烧热的测定概述:本实验旨在通过测定乙醇的燃烧热,以了解物质燃烧过程中释放出的能量大小。
通过实验数据的分析,可以进一步认识燃烧反应的热力学特性,并为相关领域的研究提供参考。
实验原理:实验中使用绝热量热计(也称弃热量热计)来测定物质的燃烧热。
该装置通过将燃烧反应的产热传递到定容水中,再经过温度变化的测量,计算出物质的燃烧热。
在实验过程中,需要注意保持装置的密封性,以减小热量损失。
实验材料:1. 乙醇(化学纯)2. 直径较小的燃烧坩埚3. 直径较大的燃烧坩埚4. 绝热量热计5. 温度计6. 显微天平7. 硫酸铜(用于干燥乙醇)实验步骤:1. 首先,利用显微天平准确称量出约1g的乙醇,然后用硫酸铜干燥乙醇,将其质量重新称量。
2. 将清洁的燃烧坩埚放在显微天平上,量取约1g的乙醇,记录下其质量,并同时测量室温下的水温。
3. 将乙醇加入较小的燃烧坩埚,静置片刻,观察是否有变化。
4. 在绝热量热计底部放入清洁的冷水,并将其组装好,确保密封性。
5. 在装有冷水的绝热量热计上方,加入较大的燃烧坩埚,并将乙醇引燃。
6. 注意观察燃烧反应的变化,当反应结束后,用温度计测量水的最高温度。
7. 将绝热量热计底部的水倒出,并用毛巾擦干,使其回到室温,记录水的最终温度。
实验数据处理:1. 根据实验数据计算出乙醇的燃烧热。
首先,计算水温上升的摄氏度数ΔT= 最高温度- 室温。
然后通过乙醇的质量(称量前后质量差),计算出乙醇燃烧产生的能量(Q= mcΔT),其中m为乙醇的质量,c为水的比热容(假定为4.18 J/g℃)。
2. 根据燃烧产生的能量和乙醇的质量,计算乙醇的燃烧热(ΔH = Q / m)。
3. 进行数据的统计分析,计算实验数据的平均值和标准偏差,以评估实验结果的可靠性。
4. 根据实验结果进行讨论,结合相关理论知识,解释实验现象的原因,并对可能的误差来源进行分析。
实验结果与讨论:根据实验数据处理结果,我们得出了乙醇的燃烧热测定值。
燃烧热测定实验报告
燃烧热测定实验报告一、引言燃烧热测定实验是一种常见的热化学实验方法,通过测定反应物在燃烧过程中释放或吸收的热量来研究化学反应的热力学性质。
它在化学工业中有着广泛的应用,对于分析物质的稳定性、燃烧剂的能量输出等方面起到重要的作用。
本实验旨在通过对某一化合物的燃烧热进行测定,深入了解该化合物的燃烧特性和能量转化过程。
二、实验原理在实验中,我们使用了常见的强氧化剂高氯酸钾(KClO4)作为燃烧剂,将待测物质与燃烧剂混合在一定比例下进行燃烧。
燃烧过程中释放的热量将通过水浴将水加热,通过测量水温的升高来计算反应的燃烧热。
三、实验步骤1.准备工作:称取一定质量的待测物质和燃烧剂,并分别放入两个干净的燃烧舱中。
2.点燃燃烧剂:使用点燃器将燃烧剂点燃,并迅速将燃烧舱盖住,使燃烧剂完全燃烧。
3.添加待测物质:将待测物质加入另一个燃烧舱中,并迅速将舱盖住。
4.观察:观察待测物质是否开始燃烧,并记录燃烧颜色和火焰情况。
5.测量温度:将带有水的容器放置在装有待测物质的燃烧舱上方,并在燃烧过程中不断测量水温的升高。
6.实验结束:记录实验数据并关闭燃烧过程。
四、实验结果与分析通过实验,我们测得了待测物质燃烧过程中水温的升高情况,并得到了与燃烧热相关的数据。
根据实验结果计算出待测物质的燃烧热,并将其与已知数据进行比较,从而得到对该化合物热化学性质的初步认识。
五、实验结果的讨论通过比较实验结果与已知数据,我们可以对待测物质的热化学性质进行初步推断。
同时,我们还可以进一步分析燃烧过程中观察到的现象,如火焰颜色、燃烧速率等,以便更全面地了解该化合物的燃烧特性和能量转化过程。
六、实验的改进和展望对于本实验的改进,可以考虑增加多组数据的测量以提高数据的精确性,同时也可以进行进一步的实验探究,如探究不同燃烧剂对待测物质燃烧热的影响、探究燃烧剂与待测物质的最佳比例等。
通过这些探究,可以更加深入地了解待测物质的热化学性质,为其在工业上的应用提供数据和依据,也可以为进一步研究热化学领域的其他问题提供思路和方法。
燃烧热实验测定不同物质的燃烧热值
燃烧热实验测定不同物质的燃烧热值引言:燃烧热是指单位质量物质完全燃烧时释放出的热量。
燃烧热的测定对于认识物质的性质、研究燃烧反应机理以及工业生产具有重要意义。
本文将介绍燃烧热实验测定不同物质燃烧热值的方法和应用。
一、燃烧热测定方法1. 单位质量法单位质量法是最常用的燃烧热测定方法之一。
实验中,将待测物质与氧气完全燃烧,通过测量产生的热量和物质质量的比值来求得燃烧热值。
例如,对于液体物质的测定,通常可以使用热量计测量产生的热量,再除以物质的质量得到燃烧热值。
2. 完全燃烧法完全燃烧法是一种较为准确的燃烧热测定方法。
在实验中,将待测物质与适量的氧气充分混合后进行完全燃烧,通过测量温度的变化和进气和出气的体积来计算燃烧热值。
以液体物质为例,实验中常使用流量计测量进气和出气的体积,并通过温度计测量燃烧前后的温度变化,进而推算出燃烧热值。
三、应用举例燃烧热测定在各个领域都有广泛的应用。
下面以几种常见物质为例,介绍其燃烧热值的测定和应用。
1. 纯净石墨纯净石墨的燃烧热值可通过燃烧实验测定得到。
实验结果表明,每克纯净石墨的燃烧热值约为33.6千焦/克。
这一数值在材料研究和工程设计中具有重要应用,可用于计算石墨材料的能量储存性能。
2. 甲醇甲醇是一种常见的有机化合物,其燃烧热值对于燃料开发和利用具有重要意义。
实验测定结果显示,每克甲醇的燃烧热值约为22.7千焦/克。
这一数值可作为评估甲醇燃料的能量密度和燃烧效率的重要参考。
3. 石油石油是重要的化石燃料资源,其燃烧热值的测定对于能源开发和利用至关重要。
经过实验测定,可以得出每克石油的燃烧热值约为47.4千焦/克。
这一数值可用于石油储备评估、燃料设计以及气候变化研究等方面。
结论:燃烧热实验测定可以准确地得到不同物质的燃烧热值,为认识物质性质、研究燃烧反应机理以及工业生产提供了重要依据。
通过单位质量法和完全燃烧法,可以对不同物质进行燃烧热值的测定。
燃烧热值的测定结果在材料研究、工程设计、能源开发和利用等领域具有广泛的应用。
燃烧热的测定_实验报告
一、实验目的1. 理解燃烧热的定义及其在化学反应中的重要性;2. 掌握使用氧弹式量热计测定燃烧热的基本原理和操作方法;3. 学会利用实验数据计算燃烧热,并分析实验误差;4. 熟悉燃烧热测定实验的实验步骤和注意事项。
二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质在标准状态下(25℃,101kPa)完全燃烧时所放出的热量。
燃烧热是热化学中的一个重要参数,它反映了化学反应的热效应。
本实验采用氧弹式量热计测定燃烧热,其原理如下:1. 将一定量的待测物质放入氧弹中,充入高压氧气;2. 点燃待测物质,使其在氧弹中完全燃烧;3. 燃烧过程中产生的热量使氧弹内水溶液的温度升高;4. 测量水溶液温度的变化,根据热量守恒定律计算出燃烧热。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹式量热计、天平、温度计、秒表、烧杯、量筒、滴定管等;2. 试剂:待测物质(如苯甲酸、萘等)、去离子水、苯甲酸标准溶液等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器,将氧弹式量热计的各个部件连接好;2. 用天平称取一定量的待测物质,放入氧弹中;3. 向氧弹中充入高压氧气,确保待测物质完全被氧气包围;4. 在氧弹中放入适量的去离子水,使水溶液体积与实验要求一致;5. 将氧弹放入量热计,记录初始温度;6. 点燃待测物质,使其在氧弹中完全燃烧;7. 燃烧过程中,用秒表记录燃烧时间;8. 燃烧结束后,记录水溶液的最高温度;9. 重复上述步骤,进行多次实验,取平均值。
五、数据处理与结果分析1. 根据实验数据,计算燃烧热:燃烧热 = (最高温度 - 初始温度)× 量热计热容× 1000 / 待测物质质量2. 分析实验误差,包括系统误差和随机误差;3. 讨论实验结果,与理论值进行比较。
六、实验结果与讨论1. 实验结果:通过多次实验,得到待测物质的燃烧热为XX kJ/mol;2. 结果分析:实验结果表明,待测物质的燃烧热与理论值相符,说明实验方法可靠;3. 误差分析:实验误差主要来源于量热计热容的测定和温度测量的准确性;4. 讨论与展望:燃烧热测定实验对于理解和研究化学反应的热效应具有重要意义,未来可以进一步优化实验方法,提高实验精度。
实验3 燃烧热的测定
(2) 装置氧弹:拧开氧弹盖,将氧弹内壁擦干净,特别是电极下端的不锈钢接线柱更应 擦干净。在氧弹中加 1 毫升蒸馏水。将样品片上的合金丝小心地绑牢于氧弹中两根电极 8 与 10 上(见图 4-4 氧弹剖面图)。旋紧氧弹盖,用万用电表检查两电极是否通路。若通路,则 旋紧出气口 5 后即可充氧气。按图 4-5 所示,连接氧气钢瓶和氧气表,并将氧气表头的导管 与氧弹的进气管接通,此时减压阀门 2 应逆时针旋松(即关紧),打开氧气钢瓶上端氧气出口 阀门 1(总阀)观察表一的指示是否符合要求(至少在 4MPa),然后缓缓旋紧减压阀门 2(即 渐渐打开),使表 2 指针指在表压 2MPa,氧气充入氧弹中。1-2min 后旋松(即关闭)减压阀门 2,关闭阀门 1,再松开导气管,氧弹已充入约 2MPa 的氧气,可供燃烧之用。但是阀门 2 至阀门 1 之间尚有余气,因此要旋紧减压阀门 2 以放掉余气,再旋松阀门 2,使钢瓶和氧气 表头复原。
Keywords: Heat of combustion Oxygen bomb Naphthalene Reno Plot Constant-Volume
Combustion Heat Constant-Pressure Combustion Heat
1. 前言
燃烧热是指物质与氧气进行完全燃烧反应时放出的热量。它一般用单位物质的量、 单位质量或单位体积的燃料燃烧时放出的能量计量。 燃烧反应通常是烃类在氧气中燃烧 生成二氧化碳、水并放热的反应。燃烧热可以用弹式量热计测量,也可以直接查表获得 反应物、产物的生成焓再运算求得。
压片前先检查压片用钢模是否干净否则应进行清洗并使其干燥用台秤称08g甲酸并用直尺准确量取长度为20cm左右的细cuni合金丝一根准确称量并把其双折后在中间位置打坏置于压片机的底板压模上装入压片机内倒入预先粗称的苯甲酸样品使样品粉末将合金丝环浸埋用压片机螺杆徐徐旋紧稍用力使样品压牢注意用力均匀适中压力太大易使合金丝压断压力太小样品疏松不易燃烧完全抽去模底的托板后继续向下压用干净滤纸接住样品弹去周围的粉末将样品置于称量瓶中在分析天平上用减量法准确称量后供燃烧使用
比较煤和燃油的热值实验
比较煤和燃油的热值实验煤和燃油作为两种常见的能源形式,其热值是评定其燃烧能力的重要指标。
本实验旨在比较煤和燃油的热值差异,并通过实验结果来评估它们在能源利用方面的优劣。
实验材料和方法:1. 实验材料:煤和燃油样品、称量天平、点火设备、试管、烧杯、温度计等。
2. 实验方法:a. 准备煤和燃油样品,并将其称量成相同质量的量。
b. 在烧杯中加入一定量的水,并记录水的初始温度。
c. 将煤样品点燃,将其燃烧产生的热量转移到烧杯中的水中,观察水温的变化,并记录最终温度。
d. 重复上述步骤,将燃油样品点燃并测量燃烧产生的热量。
实验结果分析:通过实验测量得到的数据,可以计算出煤和燃油的热值。
煤和燃油的热值通常以单位质量的能量释放量来表示,常用单位为焦耳/克(J/g)或千卡/克(kcal/g)。
根据实验结果,我们可以得出煤和燃油的热值差异。
一般来说,相同质量下,煤的热值往往高于燃油的热值。
这是因为煤是一种含碳较高的燃料,其中的碳元素在燃烧过程中释放出较多的能量。
而燃油则主要是由碳氢化合物组成,其含碳量相对较低,因此相同质量下燃油的热值相对较低。
煤和燃油的热值差异也与它们的燃烧方式有关。
煤通常需要较高的温度才能完全燃烧,而燃油在较低温度下就可以完全燃烧。
这也意味着,在一些应用中,燃油可能更适合用作燃料,因为它可以在较低温度下就能充分释放能量。
煤和燃油的热值还受到其他因素的影响,如煤和燃油的含水量、杂质含量等。
含水量高的煤或燃油会降低其热值,因为其中的水分会吸收部分燃烧产生的热量。
通过比较煤和燃油的热值实验,我们可以得出煤和燃油在能源利用方面的差异。
煤通常具有较高的热值,但其燃烧需要较高的温度,而燃油则具有较低的热值,但可以在较低温度下完全燃烧。
因此,在选择能源时,需要根据具体应用需求和条件来综合考虑煤和燃油的特性。
实验的结果对于评估煤和燃油的能源利用效率具有一定的参考价值。
在实际应用中,我们可以根据煤和燃油的热值差异来选择最合适的能源形式,并在使用过程中优化燃烧条件,提高能源的利用效率。
燃烧热得测定实验报告
一、实验目的1. 了解燃烧热的定义及其在化学研究中的应用。
2. 掌握燃烧热测定的基本原理和方法。
3. 学会使用氧弹量热计测定物质的燃烧热。
4. 通过实验,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别及相互关系。
二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质在氧气中完全燃烧时所放出的热量。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp,m),恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化(ΔHm)。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Qv,m),恒容燃烧热等于这个过程内能变化(ΔUm)。
本实验采用氧弹量热计测定物质的燃烧热。
氧弹是一个特制的不锈钢容器,为了保证物质在氧弹中完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气。
燃烧时放出的热量使氧弹周围介质(水)的温度升高,通过测量水温度的变化,计算出物质的燃烧热。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:氧弹量热计、数字式精密温度计、天平、秒表、移液管、滴定管、量筒、烧杯等。
2. 试剂:苯甲酸、蔗糖、去离子水、硝酸、氢氧化钠等。
四、实验步骤1. 准备工作:检查仪器是否完好,调零数字式精密温度计,将去离子水加入量热计中。
2. 标定量热计:用苯甲酸标定量热计的热容,通过雷诺校正图的方法校正过程的温度变化。
3. 测定苯甲酸的燃烧热:将一定量的苯甲酸放入氧弹中,加入适量的去离子水,点燃苯甲酸,记录温度变化。
4. 测定蔗糖的燃烧热:将一定量的蔗糖放入氧弹中,加入适量的去离子水,点燃蔗糖,记录温度变化。
5. 数据处理:计算苯甲酸和蔗糖的燃烧热,比较恒压燃烧热与恒容燃烧热的差异。
五、实验结果与分析1. 苯甲酸的燃烧热:根据实验数据,苯甲酸的燃烧热为Qv,m = -3265.2 kJ/mol,Qp,m = -3265.2 kJ/mol。
2. 蔗糖的燃烧热:根据实验数据,蔗糖的燃烧热为Qv,m = -5685.6 kJ/mol,Qp,m = -5685.6 kJ/mol。
3. 恒压燃烧热与恒容燃烧热的比较:从实验结果可以看出,苯甲酸和蔗糖的恒压燃烧热与恒容燃烧热相等,说明在本实验条件下,气体物质的量变化对燃烧热的影响可以忽略。
化学实验中的物质的燃烧热测定
化学实验中的物质的燃烧热测定燃烧热测定是化学实验中常用的方法之一,用于确定物质在燃烧过程中释放或吸收的热量。
本文将介绍燃烧热测定的原理和实验操作,并通过实例说明其应用。
一、燃烧热测定的原理燃烧热测定是通过测量物质完全燃烧时释放出的热量来确定其燃烧热。
在实验中,常用的方法是利用燃烧实验器具,将待测物质与氧气进行反应,使其完全燃烧,并通过测量产生的热量来计算燃烧热。
二、燃烧热测定的实验操作1. 实验设备准备:需要准备好燃烧实验器具,包括燃烧装置、测量装置以及温度计等。
2. 样品制备:将待测物质制备成适当的样品。
例如,如果是固体样品,可以使用称量天平称取一定质量的样品;如果是液体样品,可以使用溶液的方式来配制。
3. 实验操作:将样品放置在燃烧装置中,并与供氧气的管道连接好。
点燃气体并调整燃烧状态,保证样品完全燃烧。
在燃烧过程中,使用温度计测量燃烧产生的温度变化,并记录下来。
4. 数据处理:根据测得的温度变化和已知的实验条件,可以计算出样品的燃烧热。
三、燃烧热测定的应用燃烧热测定在化学领域有着广泛的应用。
下面将以甲烷燃烧为例来说明其应用。
甲烷(CH4)是一种常见的天然气,也是一种重要的燃料。
为了确定甲烷的燃烧热,可以进行燃烧热测定实验。
首先,将甲烷与氧气在燃烧装置中进行反应,使其完全燃烧。
同时,记录下燃烧过程中的温度变化。
通过测量得到的温度变化和已知的实验条件,可以计算出甲烷的燃烧热。
燃烧热测定的结果可以用于燃料的选择和燃烧过程的优化。
通过比较不同燃料的燃烧热,可以确定最适合的燃料,并提高能源利用效率。
同时,燃烧热测定还可以用来研究材料的燃烧性能,为防火材料的设计和开发提供参考。
总结:燃烧热测定是化学实验中常用的方法,通过测量物质完全燃烧时释放的热量来确定其燃烧热。
它的原理是利用燃烧实验器具将待测物质与氧气反应,测量产生的热量来计算燃烧热。
燃烧热测定在燃料选择和燃烧过程优化中有重要应用,能够提高能源利用效率和研究材料的燃烧性能。
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实验三 燃料热值的测定一、 实验的理论基础燃料的燃烧热(或热值)是指单位质量(g 或gmol )的燃料在标准状态下与氧完全燃烧时释放的热量。
完全燃烧是指燃料(常指碳氢燃料)中的C 完全转变为二氧化碳,氢转变为水,硫转变为二氧化硫。
如果燃烧发生于定压过程,这是的燃烧热为定压燃烧热,又称燃烧焓,如果燃烧过程保持容积不变,这是的燃烧为定容燃烧热。
假定有N 中组分参与反应的方程式为:[][]γγ1111'"M M I nI n==∑∑→式中[]M 代表组分分子式,γ1为分子前指数,“'”,“"”分别为反应物和产物,则定容燃烧热和定压燃烧热分别为:()()()()Q E T Q H T C iiiIo oPi iiio o=-=-∑∑γγγγ'"'"()E T i o o,()H T io o分别为标准定容生成热或生成焓(kcal/gmal ,kcal/kg )。
上标“o ”代表标准状态(1atm ,25℃),它们之间的关系为: H E R T N i oi ooo=+∆R o 为通用气体常数,∆N 为气相组分在反应中的摩尔数变化,对于等摩尔数反应,∆N=0,一般情况下,由于E R T N i o o o〉〉∆,常常可以用生成焓代替生成热,即 H E i o i o≈根据反应产物中水的状态不同,热值又有低热值和高热值之分。
如产物水为蒸汽,这是的热值为低热值,如产物为液态水,热值为高热值,两者的差值为水的蒸发潜热(Qr=10.52kcal/gmal )。
工业上常用燃料的元素分析法确定高低热值的关系。
若用符号Q gw y和Q dw y表示应用基高位热值和低位热值,它们之间的关系为()Q Q H W dw y gw y y y=-+69(kcal / kg )H W y y ,分别为应用基氢百分含量和全水份含量。
本实验测定的是分析基弹筒热值,用Q Dr f表示。
它与高位热值间的关系为 ()QQ W W Q S a Q W W gwy gwf y f DT f DT f DT fy f =--=-+⋅∙--100100225100100.式中:S DT f 为分析基硫百分含量;W f为分析基水份含量;a 为修正系数;无烟煤和贫煤取0.001,其它煤种取0.0015。
二、 实验原理本实验用氧弹式热量计测定常温(15℃~30℃)下固体或液体燃料的弹筒定容热值QDTf实验的基本原理是热力学第一定律。
实验过程中使环境(量热体系以外)温度不变,给定的燃料试样在氧弹中完全燃烧释放热量。
使量热体系温度升高,记录实验过程中温度的变化,就可以算出燃料试样的弹筒热值。
在测量中,先使已知热值的标准热值苯甲酸(6342cal/g)在量热体中燃烧,求出热量计的水当量(数值上等于量热体系温度升高1℃所需的热量)。
然后在相同条件下,使被测燃料在热量计中燃烧,由量热体系的水当量,即可求出被测燃料的热值,计算公式可写成QK TG=⋅∆(1)式中:K为水当量(Cal/K),∆T为温度增量(K),G为试样重量(g)。
三、实验装置和实验试剂~220V1.外壳2.量热容器3.搅拌器4.搅拌马达5.绝热支柱6.氧弹7.贝克曼温度计8.工业用玻璃温度计9.电极10.盖子11.放大镜12.电动振动装置13.水14.指示灯15.可变电阻调节16.开关图4—1燃料燃值测定实验装置与结构1.氧弹式热量计(见图4—1)及其附件;2.氧气瓶及减压阀;3.压块机;4.盘架天平,粗称煤粉重量;5.分析天平,精确测定点火铁丝和煤粉重量,型号:TG328B,分度值0.1mg;6.点火铁丝,直径小于0.2毫米,剪成10cm一段,将等长度的10根铁丝在分析天平称重,算出每根铁丝的平均重量;7.贝克曼温度计,刻度范围0~5℃;分度值0.01℃估读到0.001℃;8.玻套温度计,测量外筒水温,刻度范围9.0~50℃,分度值1℃;10.万用电表;11.标准热值苯甲酸(6324Cal/g);12.蒸馏水;13.煤粉试样;14.酸洗石棉;15.弹头架;16.工具;四、实验步骤1.试样称重,取煤粉试样1.0~1.2g,先在托盘天平上粗称,然后在分析天平上称准到0.0002g,放在垫有酸洗石棉的坩埚中,当测定低热值煤或灰份大于40%的煤样时,可加0.2g 左右已知苯甲酸热值。
一般煤可作粉状燃烧,挥发份大的烟煤或褐煤作粉状燃烧时可能溅出,可用美浓纸包样燃烧(计算时应减去纸的热值),或与点火丝一起压成块(见图4—2)。
煤块点火丝图4—2煤粉压块示意图2.弹中加10ml蒸馏水,弹头放在弹头架上,将盛有试样的坩埚固定在坩埚架上,将点火丝两端固定在两个电极上,中间放入煤粉中,点火丝与坩埚接触,用万用表检查点火丝与电极接触是否良好。
拧紧氧弹盖,缓慢通入氧气,使弹内压力达到25~30atm,氧弹不应漏气。
3.充有氧气的氧弹放入量热器内筒中,加入3000g蒸馏水(称准到0.5g),蒸馏水温应事先调整,外筒水温与室温相差不得超过0.5℃内筒水温应比外筒水温低0.7℃。
4.接好电极,将贝克曼温度计插入内筒,装好搅拌器,盖好外盖。
5.启动搅拌器,用放大镜观察温度变化,但温度上升均匀后,开始读取温度,每半分钟温度上升大于0.5℃,观测到0.1℃;每半分钟温度升高为0.5~0.1℃,观测到0.01℃;每半分钟温度升高小于0.1℃,观测到0.001℃。
实验分三个阶段读数:☞初期:试样燃烧前,观测和记录环境与量热体系的热交换,每隔一分钟读取一次,共读取六次,得到五个温度间隔,在初期最后一次读数的瞬间,将点火电压预先升高到预定值,同时按下电钮进行点火。
☞主期:试样燃烧产生热量传给热量计,使热量计各部分温度达到均匀,每半分钟读取一次,直到温度不再上升而开始下降的第一次温度为止。
☞末期:观察终了温度下的热交换关系,每半分钟读取一次,约读取十次作为实验末期。
6.停止搅拌,关闭电源,取下贝克曼温度计和电极,取出氧弹,缓慢打开气阀,在5分钟左右放尽气体,拧开并取下氧弹盖,放在弹头架上,量出未燃尽点火丝的长度,计算实际消耗的点火丝重量,检查弹体内部,如有烟黑或未燃尽试样微粒(不是灰份),此次实验作废。
7.如果测定全硫含量以计算高位发热量时应收集弹液(终了半小时后再放余气)。
用热蒸馏水洗涤弹体内各部分:坩埚和进气阀,将全部洗涤液和坩埚中的物质收集在洁净烧杯中,洗涤液应为150~200ml。
8.将盛有洗涤液的烧杯加盖微沸5分钟,加两滴1%酚酞,以1/10N的NAOH溶液滴到粉红色,保持15秒不变为止。
9.如不计算高位发热量时,7、8两步可省略。
用干布将氧弹内外表面和弹盖擦干净,用电吹风将其吹干或风干。
五、 测量结果计算:在仪器设计制造中已考虑使热量体系与环境见热小,剩余的热交换作用,在体系与环境间相差2~3℃以下时,可用校正公式进行修正。
1.测定结果按下列公式计算: ()()[]{}QK H T h T h t gq CGTDf =+-++--00143∆. (2)式中:H :贝克曼温度计每一度相当于实际温度的度数,特别的热量计用温度计H=1.000℃ To ,T :直接观测到的主期的初温和终温(℃)ho ,h :温度分别为To 和T 时,温度计刻度的校正(℃) ∆t :量热计热交换修正值(℃)g ,q :分别为点火丝实际消耗量(g )和燃烧量(cal/g )C :滴定洗涤液消耗的1/10N 的NaOH 溶液容积(ml ),不计高位热值时为0。
1.43相当于1ml 1/10N 的NaOH 溶液与HNO 3反应时的生成热和熔解热。
G :试样重量(g )。
2.热量计热交换修正值用奔特公式计算: ∆t V V m V r =+⋅+112(3) 式中: V :初期每半分钟温度变化率。
V 1:末期每半分钟温度变化率。
m :主期中每半分钟温度上升小于0.3℃的间隔数,第一个间隔总是计入m 中。
r :主期中每半分钟温度上升小于0.3℃的将间隔数。
六、 实验思考题: 1. 热量计的水当量如何测定?2. 实验结果计算式中,各项需要修正的原因是什么?3. 贝克曼温度计有什么特点?使用时需要注意哪些问题?4.对照有关资料,分析实验数据的可靠程度,并说明理由。
附:实验示例:某燃料在下列条件下测定弹筒热值:室内温度:22.3℃;外筒温度:22.5℃;内筒温度:21.8℃;水当量:K=3474Cal/g ;试样:G=1.1071g ;消耗点火丝(细铁丝)重量:g=0.0050g ;铁丝热值:q=1600Cal/g ;C=4.01ml ;h 0=0.0;h=0.0;H=1.000。
()()[]{}V V t Q Cal gDT f 1084808531000005286128511000010000500012300011200127534742861000853000012751600005143401110716329=-=-=-==-+⨯+⨯==⨯+-++-⨯-⨯=.................././∆燃料热值的测定记录表年月日试样名称:;室温:℃;热量计号码:;外筒水温:℃;温度计号码:;内筒水温:℃;读数记录记录(签名)。