冰的熔解热的测定实验报告
测定冰的熔化热实验
测定冰的熔化热实验测定冰的熔化热实验【目的和要求】用混合法测定冰的熔化热。
【仪器和器材】量热器(J2251型),学生天平(J0104型),温度计(0-100℃),温水,0℃的冰块约100克,干布,小勺子,镊子,小烧杯2个。
【实验方法】1.将量热器内筒(包括搅拌器)擦干净,用天平称出量热器内筒和用同种材料制成的搅拌器的质量m筒,再查出量热器内筒所用材料的比热[容]C筒。
记下室内温度。
2.在量热器内筒中装入大约100克比室温高10-12℃的温水,用天平称出内筒(包括搅拌器)和水的质量(m筒+M水),减去内筒的质量m筒求得水的质量M水。
3.将内筒放入量热器外筒内的木架上,盖好盖子,并将温度计插好,测出量热器内筒中水的温度t0。
4.取一些正在熔化的碎冰块(0℃),把冰块上的水擦干,然后小心地把它放入量热器内筒中,不要使水溅出。
投冰量应当使最后混合温度大约低于室温10-12℃为好。
5.用搅拌器上下轻轻搅动量热器内筒里的水,待水里的冰块完全熔化。
当水上下部分的温度稳定时,记下温度计所指示的最低温度,即混合温度t。
6.用天平称出量热器内筒、水和冰的总质最(m筒+M水+m 冰),然后算出冰的质量m冰。
将以上实验数据填入上表。
7.根据实验数据,利用(1)式求出冰的熔化热的实验平均值。
【注意事项】1.量热器和外界实际上有热交换,造成实验误差。
实验中使水温在高于室温10-12℃和低于室温10-12℃之间变化,就是为了使它从外界吸热和向外界放热的量大致相等,从而尽量减小因热交换引起的实验误差。
为了控制好水温的变化范围,冰和水的质量比大约为2:15;实验时,不可一次投冰过多。
2.实验前应将大冰块敲碎,加入少许水放入保温瓶中,以确保实验时冰的温度为0℃。
冰在投入量热器前要用毛巾擦干,冰块不可太大否则不利于冰和水的热交换,冰块也不宜太小,过小时,投入前,冰表面已熔为水的部分所占比例过大,也会增大实验误差。
3.冰块放入量热器后,要不停搅拌,以加速冰和水的热交换。
冰的溶解热的测定实验报告
冰的溶解热的测定实验报告篇一:冰的熔解热的测定实验报告实验名称测定冰的熔解热一、前言物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言,熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程,破坏晶体的点阵结构需要能量,因此,晶体在熔解过程中虽吸收能量,但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量,叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、实验原理本实验用混合量热法测定冰的熔解热。
其基本做法如下:把待测系统 A 和一个已知热容的系统 B 混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统 C(C=A+B).这样 A(或 B)所放出的热量,全部为 B(或 A)所吸收。
因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量 Q,是可以由其温度的改变 ?T 和热容C 计算出来,即 Q = C?T ,因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
实验时,量热器装有热水(约高于室温10?,占内筒容积1/2),然后放入适量冰块,冰溶解后混合系统将达到热平衡。
此过程中,原实验系统放热,设为 Q放,冰吸热溶成水,继续吸热使系统达到热平衡温度,设吸收的总热量为 Q吸。
因为是孤立系统,则有Q放= Q吸(1)设混合前实验系统的温度为T1,其中热水质量为m1(比热容为c1),内筒的质量为m2(比热容为c2),搅拌器的质量为m3(比热容为c3)。
冰的质量为 M(冰的温度和冰的熔点均认为是0?,设为T0),数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。
设混根据(1)式有 ML+M c1(T- T0)=(m1 c1+ m2 c2+ m3 c3)(T1- T)因Tr=0?,所以冰的溶解热为:L?(m1c1?m2c2?m3c3)(T1?T)?Tc1M (2) T1T1' J 综上所述,保持实验系统为孤立系统是混合量热法所要求的基本实验条件。
测定冰的熔化热-实验报告
测定冰的熔化热实验报告(一)实验数据及处理1.第一次实验数据处理C水=4.18×103 J/(Kg·K)C1=C2=0.389×103 J/(Kg·K)C冰=1.80×103 J/(Kg·K)m=22.69 g m0=164.16 g T2-T3=15.2℃2.第二次实验数据处理C水=4.18×103 J/(Kg·K)C1=C2=0.389×103 J/(Kg·K)C冰=1.80×103 J/(Kg·K)m=22.97g m0=171.13g T2-T3=13.8℃(T2-θ):(θ-T3)= 10.1 :3.7(二)分析与讨论1.从实测数据看,如果实验全过程中散热、吸热没有达到补偿,冰的熔化热结果不一定偏离“合理”的数据范围,这说明散热或吸热并不是该系统的主要实验误差来源。
那么,本实验的主要误差来源是什么?由熔化热的公式看,对计算结果影响最大的量是m,即冰的质量。
由于采用间接测量法,因此冰的质量是比较容易产生误差的,比如投冰时溅出水,就会对算出的冰的质量产生影响,从而产生误差。
2.通过实验去体会粗略修正散热的方法——补偿法在本实验中的应用对学习做实验的意义。
在实验系统不能很好地保证绝热时,用补偿法修正系统误差是一个办法,也是一个好的思路。
在这次实验中,我们应该反复摸索,对各物理参量进行合理的选择和调整,使散热和吸热基本达到补偿。
然而,实验结果证实量热器是一个很好的绝热系统,因此,在分析系统误差来源时,应实事求是地、定量地进行分析,不能将误差的来源归结为系统的散热、吸热未能达到补偿。
3.在本实验室提供的条件下,实测熔化热的结果通常小于文献值L=3.34×105J/Kg,你能分析是什么原因吗?本实验未计算温度计插入水中的部分带来的影响。
测定冰的熔解热
45实验4-4 测定冰的熔解热混合法是热学实验中的一种常用方法,其基本原理可用热平衡方程式来描述,即在一个孤立系统中,一部分物体所吸收的热量等于该系统中其它物体所放出的热量。
本实验用混合法测冰的熔解热,关键是必须保证系统为孤立系统•(即系统与外界环境没有热交换)。
【实验目的】1.掌握用混合法测定冰的熔解热的方法。
2.学习散热修正的一种方法。
【实验器材】量热器、物理天平、温度计、水、冰块、秒表、取冰夹子等。
【实验原理】一、用混和法测定冰的熔解热将质量为0m 、温度为C 00(以0θ表示)的冰放入质量为m 、温度为θ的温水中(温水盛在量热器的内筒里),通过搅拌待冰全部熔解后,其平衡温度为1θ。
在此交换过程中,冰先吸收热量0m λ(λ为冰的熔解热)而熔解为C 00的水,再从C 00升温到1θ,又吸收热量为)(0100θθ-m c ,0c 为水的比热容。
量热器系统(内筒、搅拌器、温度计)与原来的温水放出的热量可表示为(m c 0+11m c +22m c +30m c ))(1θθ-。
其中1c 、1m 分别为铝的比热容和内筒的质量,2c 、2m 分别为铜的比热容和搅拌器的质量,30m c 为温度计温度降C 01所放出的热量,它相当于质量为3m 的水温度降C 01所放出的热量,3m 的值由实验室给出(习惯上3m 称为温度计的水当量)。
根据平衡原理有 0m λ+00m c )(01θθ-=(m c 0+11m c +22m c +30m c ))(1θθ- (4-4-1)即λ=0010*********)())((m m c m c m c m c m c θθθθ---+++ (4-4-2) 0c 、1c 、2c 的值分别为110173.4--⋅⋅=K g J c 、111904.0--⋅⋅=K g J c 、112385.0--⋅⋅=K g J c (它们随温度的变化可忽略不计)。
可以看出,本实验的关键是必须保持系统为孤立系统•,即系统与外界环境没有热交换,热传递有三种方式:①热传导;②热对流;③热辐射。
冰的熔解热实验报告
用混合热量法测定冰的熔化热实验报告一、实验目的:1.正确使用热量器,熟练使用温度计。
2.用混合热量法测定冰的熔解热。
3.进行实验安排和参量选取。
4.学会一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
二、实验用具:热量器、数字温度计、电子天平、秒表、干抹布、保温桶、冰以及热水等。
关于实验仪器的说明:1.电子天平使用前,请将电子天平放置于稳固、平坦的台面上,利用四只调整脚,使仪器保持平衡(勿放于摇动或振动台架上)。
注意水平仪内气泡应位于圆圈中央。
使用时应避免将其至于温度变化较大或者空气流动剧烈的场所,如日光直射或冷气机的出风口。
打开电源时,秤盘上请勿防止任何物品。
建议开机预热1~5分钟,以确保测量的精确度。
使用时,称量物品重心须位于称盘的中心点,且称量物不可超出称量范围,以确保准确度。
2.量热器量热器的构造如下图所示。
由铜质内筒、塑料外筒、绝热盖、环形绝热架、橡皮塞和铜质搅拌器组成。
绝热盖上附有中空橡皮塞,用于实验时插入温度计。
搅拌器通过绝热盖上的细孔置于内筒中,试验时上下搅动,使桶内各处温度迅速均匀。
内筒置于外筒内部的环形绝热架上,外筒又用胶木圆盖盖住。
因此,内部空气夹层与外界对流很小。
又因空气是热的不良导体,故外、内筒之间由传导所传递的热量可减到很小。
同时,内筒的外壁电镀得十分光亮,使得它们辐射或吸收热量的本领变得很小。
所以,因辐射而产生的热量传递也可以减至最小。
由上所述,量热器的这种结构,使将热量传递的三种方式:传导、对流及辐射都尽可能地减到最小;因而,他成为量热实验的常用仪器。
使用时,通常是先注入适量的水(约为容量的二分之一到三分之二),并将温度计、搅拌器等通过绝热盖的小孔插入,构成所谓已知热容的系统。
但上述量热器的绝热条件并不十分完善,因此在进行精确的量热实验时还必须据牛顿冷却定律进行散热修正。
三、实验原理:质量为m i,温度为θ0′的冰块与质量为m、温度为θ1的水相混合,冰全部熔化为水后,测得平衡温度为θ2。
冰的熔解热实验报告doc
冰的熔解热实验报告篇一:冰的熔解热的测定冰的熔解热的测定摘要:用混合法测定冰的熔解热是把冰和一个容量已知的系统混合起来达到热平衡,在与外界没有热交换条件下冰吸收的热量等于系统在实验过程中放出的热量,放出的热量可由温度的改变和热容量计算出来,冰的熔解热可根据条件计算出来。
关键词:冰的比熔解热、吸热、放热、散热修正引言:将一定质量的冰和一定质量的水混合,当混合后的系统达到一定的温度后,冰全部熔解为同温度的水,根据热力学第一定律,冰熔解所吸收的热量与水降温所放出的热量相等.只要测量出系统与外界的换热量、水的质量、冰的质量等,就可以求出冰的熔解热.文中采用混合法测量冰的熔解热,实验中并未考虑系统环境的散热损失.本实验研究方法中采用测量系统中水的质量变化来测量冰的质量。
实验用混合法来测定冰的熔解热,即把待测的系统个已知其热容的系统(和一混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统(或)所放出的热量,全部为(或)所吸收。
因为已知和热容C计算出来的,)。
这样热容的系统在实验过程中所传递的热量是可以由其温度的改变即Q??TC。
因此,待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
由此可见,保持系统为孤立系统,是混合量热法所要求的基本实验条件,这要从仪器装置、测量方法及实验操作等各方面去保证。
如果实验过程中与外界的热交换不能忽略,就要做散热或吸热修正。
温度是热学中的一个基本物理量,量热实验中必须测量温度。
一个系统的温度,只有在平衡态时才有意义,因此计温时必须使系统温度达到稳定而均匀。
用温度计的指示值代表系统温度,必须使系统与温度计之间达到热平衡。
1.1实验原理:一定压强下的晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点,质量为1g的某种物质的晶体熔解为相同温度的液体所吸收的热量叫做该晶体的熔解热。
本实验采用混合量热测定冰的熔解热,其基本原理是:把待测系统和一个已知其热容的系统混合起来,并使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统。
实验9 冰的熔解热的测定(86 95)
实验9 冰的熔解热的测定(86 95)一、实验目的1. 测量冰的熔解热的大小;2. 理解通过能量守恒原理,利用已知的物理量推导出未知物理量的方法。
二、仪器与试剂仪器:热量计、电磁炉、温度计、量筒、实验室天平等。
试剂:蒸馏水。
三、实验原理1. 熔解同温度下,固体与液体之间存在着平衡。
固体熔解成液态的现象,称为熔点。
温度上升时,固体在熔点以上逐渐变软,直至全部熔化,这时液体在熔点以下下降了一些温度,保持这一温度,不断从熔融体中吸收热量。
当液体全部变成气体时,温度又逐渐上升,直至达到沸点。
同理,升华是晶体或气体直接从固体到气体的过程。
当温度达到升华温度,晶体直接变成气体,吸收升华热。
在升华时,由于没有液态,因此不存在熔融温度。
2. 热量计的原理热量计是一种用来测定物质发生热上变化(如熔化,沸化)所需吸收的热量的仪器。
将物质放在试样室内,通过加热而使试样室内的物质发生热上变化,同时通过减小制冷液流量与增加制热量,维持量热器的恒温。
3. 能量守恒原理根据热力学基本原理可知,自然界中能量的总量不变,即能量守恒原理;根据能量守恒原理,若某物体吸收热量 Q,温度上升ΔT,则可知吸收的热量与温度上升对应。
所吸收的热量可以用以下公式求出,Q=m•C•ΔT,其中,m--物质的质量;C--物质的比热;ΔT--物质的温度变化。
水的熔点是0℃时,在大气压下,由固体变成液体,用2500J/g表示。
可探究冰在熔解时,每克所吸收的热量。
总结:根据能量守恒定律,将冰和蒸馏水放在热量计中进行测量,能得到冰川熔解所需要吸收的热量 Q。
四、实验步骤1. 将热量计 (J2) 的两条前截流管道、现测量管道,同时连接到市电源。
预热50分钟。
2. 计算出冰的密度,称取 5g 冰,记录其重量 w1,放入量热器预热 1h。
3. 取出冰川,丢弃水,同样称取 5g 的干净瓶子,记录 w2,倾倒加热过程中融化的冰川。
4. 将量下出的熔融水加入 5g 的瓶子内,使用电子天平将其重量记录为 w3。
测定冰的熔解热
实验名称测定冰的熔解热一、前言物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言,熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程,破坏晶体的点阵结构需要能量,因此,晶体在熔解过程中虽吸收能量,但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量,叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、教学重、难点1、正确选择测量温度的方法和时机。
2、严格按操作要求取用冰块和使用量热器。
四、实验原理本实验用混合量热法测定冰的熔解热。
其基本做法如下:把待测系统A和一个已知热容的系统B混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C (C=A+B).这样A(或B)所放出的热量,全部为B(或A)所吸收。
因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q,是可以由其温度的改变△T 和热容C计算出来,即Q = C△T,因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
实验时,量热器装有热水(约高于室温10℃,占内筒容积1/2),然后放入适量冰块,冰溶解后混合系统将达到热平衡。
此过程中,原实验系统放热,设为Q,冰吸热溶成水,放T T'θJKT 1T 1'继续吸热使系统达到热平衡温度,设吸收的总热量为 Q 吸。
因为是孤立系统,则有Q 放= Q 吸 (1)设混合前实验系统的温度为T 1,其中热水质量为m 1(比热容为c 1),内筒的质量为m 2(比热容为c 2),搅拌器的质量为m 3(比热容为c 3)。
冰的质量为 M (冰的温度和冰的熔点均认为是0℃,设为T 0),数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。
设混合后系统达到热平衡的温度为T ℃(此时应低于室温10℃左右),冰的溶解热由L 表示,根据(1)式有 ML +M c 1(T - T 0)=(m 1 c 1+ m 2 c 2+ m 3 c 3)(T 1- T )因T r=0℃,所以冰的溶解热为:11223311()()m c m c m c T T L Tc M ++-=- (2)综上所述,保持实验系统为孤立系统是混合量热法所要求的基本实验条件。
实验五、冰的熔化热的测定(混合法)
设冰块的质量为M、温度为 0 (本实验只测温度差,
因此单位用℃方便,且在实验室条件下,冰块从冰水混
合物中取出时 0 =0℃),与质量为m、温度为 1 的水混
k
t2 tθ
(
B
)dt
从图3.1-1可知面积 S1
t t1
(
B )dt
,面积
S2
t2 t
(
-B )dt
。
因此 Q1 kS1,Q2 kS2 。如果 S1 S2 ,系统的散热和吸
热就前后抵消。而要使 S1 S2 ,关键在于选择适当的1 和 2 。因此可设计几组 1 和 2 都不同的条件下进行实
实验五、冰的熔化热的测定(混合法)
• 实验目的 • 实验内容 • 实验重点 • 实验仪器设备及材料
• 实验装置 • 实验原理 • 实验步骤 • 思考
一、实验目的 1.学习温度和热量的初步测定方法,掌握用混合法 测定冰的熔解热。 2.学习用牛顿冷却定律补偿散热。
二、实验内容 学习温度和热量的初步测定方法,掌握用混合
2 ,使 1 B ,而 2 B ,并使整个实验过程中系统
与环境之间的散热与吸热的代数和为零,使系统的散热
得到补偿。
在实验过程中,刚投
入冰时,水温高,冰块
与水的接触面积大,熔
解快,水温下降也快。
随着冰的不断熔化,冰
块逐渐变小,水温变低,
冰熔解放慢,水温下降
也慢。量热器内筒的温
度 (即 简内的水温)随
冰的熔化热实验报告
冰的熔化热实验报告一、实验目的1、用混合法测量冰的熔化热。
2、学习量热器的使用方法。
3、加深对热学基本概念的理解。
二、实验原理当质量为 m₁、温度为 T₁的高温物体与质量为 m₂、温度为 T₂的低温物体混合后,达到热平衡时的温度为 T,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即:\(m₁c₁(T₁ T) = m₂c₂(T T₂) + m₂λ\)式中,c₁、c₂分别为高温物体和低温物体的比热容,λ为低温物体的熔化热。
在本实验中,将冰投入盛有热水的量热器中,冰吸热熔化,热水放热降温,当系统达到热平衡时,测量热水的初温 T₁、冰的质量 m₂、热水和量热器的质量 m₁、热平衡后的温度 T,以及量热器的比热容c₁,就可以计算出冰的熔化热λ。
三、实验器材量热器、天平、温度计、小冰块、热水、搅拌器。
四、实验步骤1、用天平称出量热器内筒和搅拌器的质量 m₁₁。
2、在内筒中加入适量的热水,测量热水的温度 T₁,记录下来。
3、称出总质量 m₁₂,计算出热水的质量 m₁= m₁₂ m₁₁。
4、用天平称出小冰块的质量 m₂。
5、迅速将小冰块投入量热器内的热水中,并用搅拌器搅拌,使系统尽快达到热平衡,同时注意观察温度计的示数变化,记录热平衡时的温度 T。
五、实验数据记录与处理|实验次数|热水质量 m₁(g)|冰的质量 m₂(g)|热水初温T₁(℃)|热平衡温度 T(℃)||||||||1|_____|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|_____|量热器的比热容 c₁=______ J/(kg·℃)水的比热容 c₂= 42×10³ J/(kg·℃)根据实验数据,计算每次实验中冰的熔化热λ:\\begin{align}m₁c₁(T₁ T) &= m₂c₂(T T₂) + m₂λ\\λ&=\frac{m₁c₁(T₁ T) m₂c₂(T T₂)}{m₂}\end{align}\计算出三次实验的冰的熔化热λ₁、λ₂、λ₃,然后取平均值:\(\lambda =\frac{\lambda₁+\lambda₂+\lambda₃}{3}\)六、实验误差分析1、系统与外界的热交换:在实验过程中,量热器不可避免地会与外界发生热交换,导致测量结果偏小。
冰的熔解实验报告
一、实验目的1. 观察冰的熔解过程,了解晶体熔解的基本特性。
2. 掌握实验操作技能,学习热量测定的基本方法。
3. 了解冰的熔解热,探究其与温度、压力等因素的关系。
二、实验原理冰的熔解热是指在标准大气压下,单位质量的冰从固态完全转变为液态所吸收的热量。
本实验采用混合量热法测定冰的熔解热,即在量热器中,将已知质量、温度的冰与已知质量、温度的水混合,通过测量混合后的温度变化,计算出冰的熔解热。
三、实验仪器与材料1. 量热器2. 温度计3. 天平4. 烧杯5. 冰块6. 水7. 玻璃棒8. 细沙四、实验步骤1. 用天平称量量热器及烧杯的总质量,记为m1。
2. 将已知质量、温度的水倒入烧杯中,用天平称量烧杯及水的总质量,记为m2。
3. 用玻璃棒搅拌烧杯中的水,使水温均匀。
4. 用天平称量冰块的质量,记为m3。
5. 将冰块放入量热器中,用玻璃棒轻轻搅拌。
6. 将烧杯中的水倒入量热器中,用玻璃棒轻轻搅拌。
7. 观察量热器中的温度变化,每隔1分钟记录一次温度,直至温度稳定。
8. 用天平称量量热器及烧杯的总质量,记为m4。
五、数据处理1. 计算水的质量:m水 = m2 - m12. 计算冰的熔解热:Q = m水× c水× (T2 - T1)其中,c水为水的比热容,T2为混合后的温度,T1为初始温度。
六、实验结果与分析1. 实验结果:根据实验数据,计算得到冰的熔解热为6.27 J/g。
2. 分析:(1)实验结果与理论值基本吻合,说明实验方法可靠。
(2)实验过程中,温度计读数误差、冰块融化过程中的热量损失等因素可能对实验结果产生影响。
七、实验结论1. 冰的熔解热为6.27 J/g,与理论值基本吻合。
2. 本实验采用混合量热法测定冰的熔解热,方法可靠,结果准确。
3. 实验过程中,注意控制实验条件,减小误差。
八、注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免烫伤。
2. 称量冰块时,避免冰块沾水,影响实验结果。
冰的比熔化热的测量实验报告
大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:冰的熔解热的测量冰的熔解热的测量一、 实验项目名称:冰的熔解热的测量 二、 实验目的1.理解熔解热的物理意义,掌握用混合量热法测定冰的熔解热.2.学会用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法.三、 实验原理单位质量的固体物质在熔点时从固态全部变成液态所需的热量,称为该物质的比熔解热,一般用L 来表示。
实验时将质量为m 1克0℃的冰投入盛有m 2克T 1℃水的量热器内筒中,设冰全部熔解为水后平衡温度为T 2℃,保温杯、搅拌器的质量分别为m 3、 m 4,其比热容分别为C 1、C 2和水的比热容为C 0。
根据混合量热法的原理,冰全部熔解为同温度(0℃)的水并从0℃升到T 2℃过程中所吸收的热量等于其余部分(水m 1、保温杯m 3、搅拌器m 4)从温度T 1℃降到T 2℃时所放出的热量,有(1) 冰的熔解热的实验公式为(2)式中水的比热容C 0=4.18×103J/kg ℃。
本实验“热学系统”依据混合量热法测量冰的熔解热,必须在系统与外界绝热的条件下进行实验。
为了满足此条件,从实验装置、测量方法和实验操作等方面尽量减少系统与外界的热交换。
由于实验系统不可能与环境温度始终一致,因此不满足绝热条件,可能会吸收或散失能量。
因此,要适当地选择参数进行散热修正。
牛顿冷却定律告诉我们,一个环境的温度T 如果略高于环境温度T 0(两者的温度差不超过10℃),系统就会散失热量,散热速率与温度差成正比,用数学形式表示为当时(即直线围成的两块面积近似相等),系统的散热与吸热相互抵消,就可以将系统很好地近似为一个孤立系统。
203142121120()()m c m c m c T T m L m T C ++-=+203142122011()()L m c m c m c T T T C m =++--0()dQK T T dt =-A B S S ≈四、实验仪器保温杯、搅拌器、温度计、天平、吸水纸、水、冰、烧杯、取冰夹、秒表。
测定冰的熔解热实验报告
测定冰的熔解热实验报告测定冰的熔解热实验报告引言:熔解热是物质从固态转变为液态所需吸收的热量。
在日常生活中,我们经常接触到冰,因此了解冰的熔解热对于理解物质状态变化和热力学性质具有重要意义。
本实验旨在通过测定冰的熔解热,探索冰的物理特性和热力学过程。
实验原理:冰的熔解是一个吸热过程,当冰从固态转变为液态时,需要吸收一定的热量。
根据热力学原理,冰的熔解热可以通过以下公式计算得出:Q = m × L其中,Q表示熔解热,m表示冰的质量,L表示冰的熔解潜热。
实验步骤:1. 准备实验器材:电子天平、烧杯、温度计、冰块。
2. 使用电子天平称量一定质量的冰块,并记录下冰块的质量m。
3. 将称量好的冰块放入烧杯中。
4. 在烧杯中插入温度计,并记录下初始温度T1。
5. 加热烧杯中的冰块,直到冰完全熔化为止。
期间需不断搅拌以保持温度均匀。
6. 在冰完全熔化后,记录下此时的温度T2。
数据处理:根据实验原理中的公式,可以计算出冰的熔解热Q。
首先,计算冰的质量m,然后根据温度变化ΔT = T2 - T1,再结合水的比热容C,可以计算出吸收的热量Q = m × C × ΔT。
由于水的比热容C已知,所以可以通过实验数据计算出冰的熔解热。
实验结果:根据实验数据和计算公式,我们可以得出冰的熔解热。
以一次实验数据为例,假设冰的质量为50g,初始温度为0°C,冰完全熔化后的温度为10°C。
根据公式,ΔT = 10°C - 0°C = 10°C。
假设水的比热容为4.18 J/(g·°C),则吸收的热量Q = 50g × 4.18 J/(g·°C) × 10°C = 2090 J。
因此,冰的熔解热为2090 J。
讨论与分析:通过多次实验,我们可以得出冰的熔解热的平均值。
在实验中,我们发现冰的熔解过程是一个温度稳定的过程,即使在加热的过程中,温度不会显著上升,直到冰完全熔化为止。
冰的熔解热实验报告
冰的熔解热实验报告实验目的,通过实验测定冰的熔解热,探究冰的熔解过程中吸收的热量与熔解热的关系。
实验仪器与试剂,热量计、冰块、温度计、容器、水。
实验原理,冰的熔解是指冰从固态转变为液态的过程。
在熔解过程中,冰吸收的热量称为熔解热。
熔解热的大小与物质的性质有关,对于水而言,其熔解热为334 J/g。
实验步骤:1. 将热量计置于容器中,加入一定质量的水,并记录水的初始温度。
2. 将冰块放入水中,用温度计不断测量水的温度变化,直至冰完全熔化。
3. 记录冰熔化过程中水的最终温度。
实验数据:1. 水的初始温度,20℃。
2. 冰块质量,50g。
3. 冰熔化后水的最终温度,5℃。
实验结果与分析:根据实验数据,冰熔化过程中水的温度下降了15℃。
根据热量计的原理,吸收的热量可以通过以下公式计算:Q = mcΔT。
其中,Q为吸收的热量,m为水的质量,c为水的比热容,ΔT为温度变化。
根据实验数据可得:Q = 50g × 4.18J/g℃× 15℃ = 3135J。
根据热量守恒定律,冰熔化吸收的热量应该等于熔解热乘以冰的质量,即:Q = mL。
其中,L为熔解热,m为冰的质量。
代入实验数据可得:3135J = 50g × L。
解得熔解热L为3135J/50g = 62.7J/g。
结论,通过实验测定,得到水的熔解热为62.7J/g,与理论值334 J/g有一定偏差。
可能的误差来源包括实验过程中热量的损失、温度测量的误差等。
为了减小误差,可以采用更精密的仪器进行实验,提高实验操作的准确性。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了冰的熔解过程以及熔解热的测定方法。
在今后的实验中,我们将更加严谨地进行操作,提高实验数据的准确性,以便更好地理解物质的热学性质。
实验9 冰的熔解热的测定(86-95)
实验九测定冰的熔解热一定压强下晶体开始熔解时的温度,称为该晶体在此压强下的熔点。
1克质量的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的热量,叫做该晶体的熔解潜热,亦称熔解热。
本实验用混合量热法来测定冰的熔解热。
它的基本作法是:把待测的系统A和一个已知其热容的系统B混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C,(C=A+B).这样A(或B)所放出的热量,全部为B(或A)所吸收。
因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q,是可以由其温度的改变Tδ和热容C s计算出来的,即Q=C s Tδ,因此,待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
由此可见,保持系统为孤立系统,是混合量热法所要求的基本实验条件。
这要从仪器装置、测量方法以及实验操作等各方面去保证。
如果实验过程中与外界的热交换不能忽略,就要作散热或吸热修正。
温度是热学中的一个基本物理量。
量热实验中必须测量温度。
一个系统的温度,只有在平衡态时才有意义,因此计温时必须使系统温度达到稳定而且均匀。
用温度计的指示值代表系统温度,必须使系统与温度计之间达到热平衡。
[二]实验内容一、实验目的:1、了解热学实验中的基本问题——量热和计温; 2.一种粗略修正散热的方法; 3.进行实验安排和参量选择。
二、实验仪器:量热器、物理天平、水银温度计(0-50.00℃及0-100.00℃各一支)、量筒、玻璃皿、冰、秒表、干拭布等。
三、实验原理 :若有M 克T 1℃的冰(设在实验室环境下其熔点为T 0℃)与m 克T 2℃的水混合。
冰全部熔解为水后的平衡温度为T 3℃。
设量热器的内筒和搅拌器的质量分别为m 1、m 2,比热容分别为C 1、C 2。
温度计的热容为m δ.已知冰的比热容(-40℃—0℃)为0.43cal/g ·℃。
如果实验系统为孤立系统,将冰投入盛有T 2℃水的量热器中,则有: 0.43M(T 0-T 1)+ML+M(T 3-T 0) =(mc 0+m l c l +m 2 c 2+m δ)(T 2-T 3) 式中L 为冰的熔解热。
冰的熔解热实验报告
冰的熔解热实验报告实验目的,通过测量冰的熔解热,探究物质的相变热与熔解过程的能量转化。
实验仪器与材料,电子天平、烧杯、温度计、冰块、热水。
实验原理,冰的熔解是指固体冰转变为液态水的过程,这一过程需要吸收一定量的热量,称为熔解热。
在等压条件下,冰的熔解热可以通过以下公式计算,Q =m L,其中Q为熔解热,m为物质的质量,L为熔解潜热。
实验步骤:1. 使用电子天平称量一定质量的冰块,记录其质量为m1。
2. 将烧杯中装满一定量的热水,记录其初始温度为T1。
3. 将冰块放入烧杯中的热水中,用温度计记录热水的温度变化,直到冰块完全融化,记录此时的温度为T2。
4. 用电子天平再次称量烧杯中的热水和融化后的冰水总质量,记录为m2。
实验数据处理:1. 计算冰的熔解热,根据实验数据计算冰的熔解热Q = m L,其中m为冰的质量,L为水的熔解潜热(L = 334J/g)。
2. 计算热水的温度变化,根据温度计记录的数据,计算热水的温度变化ΔT =T2 T1。
实验结果:经过计算,我们得到了冰的熔解热为Q = m L,热水的温度变化为ΔT = T2 T1。
实验结论:通过本次实验,我们成功测量了冰的熔解热,并了解了熔解过程中的能量转化。
实验结果表明,冰的熔解热为Q = m L,热水的温度变化为ΔT = T2 T1。
这些数据为我们深入了解物质的相变热与熔解过程提供了重要的参考。
实验总结:通过本次实验,我们不仅学习了测量冰的熔解热的方法,还加深了对物质相变热与能量转化的理解。
同时,我们也体会到了实验操作的重要性,以及数据处理的准确性。
希望通过这次实验,能够对我们今后的学习和科研工作有所帮助。
实验9 冰的熔解热的测定(86-95)
实验九测定冰的熔解热一定压强下晶体开始熔解时的温度,称为该晶体在此压强下的熔点。
1克质量的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的热量,叫做该晶体的熔解潜热,亦称熔解热。
本实验用混合量热法来测定冰的熔解热。
它的基本作法是:把待测的系统A和一个已知其热容的系统B混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C,(C=A+B).这样A(或B)所放出的热量,全部为B(或A)所吸收。
因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q,是可以由其温度的改变Tδ和热容C s计算出来的,即Q=C s Tδ,因此,待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
由此可见,保持系统为孤立系统,是混合量热法所要求的基本实验条件。
这要从仪器装置、测量方法以及实验操作等各方面去保证。
如果实验过程中与外界的热交换不能忽略,就要作散热或吸热修正。
温度是热学中的一个基本物理量。
量热实验中必须测量温度。
一个系统的温度,只有在平衡态时才有意义,因此计温时必须使系统温度达到稳定而且均匀。
用温度计的指示值代表系统温度,必须使系统与温度计之间达到热平衡。
[二]实验内容一、实验目的:1、了解热学实验中的基本问题——量热和计温; 2.一种粗略修正散热的方法; 3.进行实验安排和参量选择。
二、实验仪器:量热器、物理天平、水银温度计(0-50.00℃及0-100.00℃各一支)、量筒、玻璃皿、冰、秒表、干拭布等。
三、实验原理 :若有M 克T 1℃的冰(设在实验室环境下其熔点为T 0℃)与m 克T 2℃的水混合。
冰全部熔解为水后的平衡温度为T 3℃。
设量热器的内筒和搅拌器的质量分别为m 1、m 2,比热容分别为C 1、C 2。
温度计的热容为m δ.已知冰的比热容(-40℃—0℃)为0.43cal/g ·℃。
如果实验系统为孤立系统,将冰投入盛有T 2℃水的量热器中,则有: 0.43M(T 0-T 1)+ML+M(T 3-T 0) =(mc 0+m l c l +m 2 c 2+m δ)(T 2-T 3) 式中L 为冰的熔解热。
冰的比熔化热的测量实验报告
大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:冰的熔解热的测量冰的熔解热的测量一、 实验项目名称:冰的熔解热的测量 二、 实验目的1.理解熔解热的物理意义,掌握用混合量热法测定冰的熔解热.2.学会用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法.三、 实验原理单位质量的固体物质在熔点时从固态全部变成液态所需的热量,称为该物质的比熔解热,一般用L 来表示。
实验时将质量为m 1克0℃的冰投入盛有m 2克T 1℃水的量热器内筒中,设冰全部熔解为水后平衡温度为T 2℃,保温杯、搅拌器的质量分别为m 3、 m 4,其比热容分别为C 1、C 2和水的比热容为C 0。
根据混合量热法的原理,冰全部熔解为同温度(0℃)的水并从0℃升到T 2℃过程中所吸收的热量等于其余部分(水m 1、保温杯m 3、搅拌器m 4)从温度T 1℃降到T 2℃时所放出的热量,有(1) 冰的熔解热的实验公式为(2)式中水的比热容C 0=4.18×103J/kg ℃。
本实验“热学系统”依据混合量热法测量冰的熔解热,必须在系统与外界绝热的条件下进行实验。
为了满足此条件,从实验装置、测量方法和实验操作等方面尽量减少系统与外界的热交换。
由于实验系统不可能与环境温度始终一致,因此不满足绝热条件,可能会吸收或散失能量。
因此,要适当地选择参数进行散热修正。
牛顿冷却定律告诉我们,一个环境的温度T 如果略高于环境温度T 0(两者的温度差不超过10℃),系统就会散失热量,散热速率与温度差成正比,用数学形式表示为当时(即直线围成的两块面积近似相等),系统的散热与吸热相互抵消,就可以将系统很好地近似为一个孤立系统。
203142121120()()m c m c m c T T m L m T C ++-=+203142122011()()L m c m c m c T T T C m =++--0()dQK T T dt =-A B S S ≈四、实验仪器保温杯、搅拌器、温度计、天平、吸水纸、水、冰、烧杯、取冰夹、秒表。
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实验名称测定冰的熔解热
一、前言
物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言,熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程,破坏晶体的点阵结构需要能量,因此,晶体在熔解过程中虽吸收能量,但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量,叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的
1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、实验原理
本实验用混合量热法测定冰的熔解热。
其基本做法如下:把待测系统A和一个已知热容的系统B混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C(C=A+B).
T
θ
J
K
T 1
这样 A (或 B )所放出的热量,全部为 B (或 A )所吸收。
因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量 Q ,是可以由其温度的改变 △T 和热容 C 计算出来,即 Q = C △T ,因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
实验时,量热器装有热水(约高于室温10℃,占内筒容积1/2),然后放入适量冰块,冰溶解后混合系统将达到热平衡。
此过程中,原实验系统放热,设为 Q 放 ,冰吸热溶成水,继续吸热使系统达到热平衡温度,设吸收的总热量为 Q 吸。
因为是孤立系统,则有Q 放= Q 吸 (1)
设混合前实验系统的温度为T 1,其中热水质量为m 1(比热容为c 1),内筒的质量为m 2(比热容为c 2),搅拌器的质量为m 3(比热容为c 3)。
冰的质量为 M (冰的温度和冰的熔点均认为是0℃,设为T 0),数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。
设混合后系统达到热平衡的温度为T ℃(此时应低于室温10℃左右),冰的溶解热由L 表示,根据(1)式有 ML +M c 1(T - T 0)=(m 1 c 1+ m 2 c 2+ m 3 c 3)(T 1- T )
因T r=0℃,所以冰的溶解热为:
11223311
()()
m c m c m c T T L Tc M ++-=
- (2)
综上所述,保持实验系统为孤立系统是混合量热法所要求的
基本实验条件。
为此整个实验在量热器内进行,但由于实验系统
不可能与环境温度始终一致,因此不满足绝热条件,可能会吸收或散失能量。
所以当实验过程中系统与外界的热量交换不能忽略时,就必须作一定的散热修正。
牛顿冷却定律告诉我们,系统的温度T s 如果略高于环境温度θ(如两者的温度差不超过 10℃-15℃),系统热量的散热速率与温度差成正比,用数学形式表示为
【K 为常数,与量热器表面积,表面情况和周围环境等因素有关】
【散热修正】:通过作图用外推法可得到混合时刻的热水温度T 1',和热平衡的温度T '。
图中AB 和DE 分别表示热水的温度和冰水混合后系统达到热平衡的温度随时间变化线段。
纪录冰水混合后系统达到室温T 0的时刻t 0,图中面积BCG 与系统向环境散热量有关,面积CDH 与系统自环境吸热量有关。
当面积BCG 等于面积CDH 时,过t 0作t 轴的垂线,与AB 和DE 的延长线分别交于J 、K 点,则J 对应的温度为T 1',K 对应的温度为T '。
(隔15s 或20s 测一个点)
四、实验仪器
DM-T 数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、保温瓶、秒表、毛巾等。
五、实验内容与步骤
()s dQ
K T dt
θ=-
1、将内筒擦干净,用天平称出其质量m2。
(搅拌器质量m3数据已提供)
2、内筒中装入适量的水(约高于室温10℃,占内筒容积1/2),用天平称得内筒和水的质量m2+m1。
3、将内筒置于量热器中,盖好盖子,插好搅拌器和温度计,开始计时并轻轻上下搅动量热器中的水,观察热水的温度变化(如每隔15s记录一个数据),直到温度稳定,记录稳定的初始温度T1。
4、初始温度记录后马上从冰箱中取出预先备好的冰块(3-6块),用毛巾将冰上所沾水珠吸干,小心的放入量热器中。
5、用搅拌器轻轻上下搅动量热器中的水,记录温度随时间的变化,当系统出现最低温T(℃)时,说明冰块完全溶解系统基本达到热平衡,再记录回升温度2-3个点。
6、将内筒拿出,用天平称出内筒和水的质量m2+m1+M。
7、实验完毕,整理仪器,处理数据。
六、数据表格及数据处理
【已知参数】:水的比热容c1=×103J/kg·℃,内筒(铁)的比热容为c2=×103J/kg·℃,搅拌器(铜)的比热容为c3=×103J/kg·℃,搅拌器的质量为m3=6.24g,冰的溶解热参考值L=×105J/kg。
表格一实验主表格
表格二温度随时间变化数据表格(时间间隔s,记录10-20个点)
根据公式计算熔解热以及相对于参考值的百分比误差。
七、注意事项
1.室温应取实验前、后的平均值;水的初温,可高出室温约10 ℃~15 ℃;配置温水时,又应略高于约1 ℃~2 ℃(为什么)
2.严守天平的操作规则。
3.投冰前应将其拭干,且不得直接用手触摸;其质量不能直接放在天平盘上称衡,而应由投冰前、后量热器连同水的质量差求得。
4.为使温度计示值确实代表系统的真实温度,整个实验过程中(包括读取前)要不断轻轻地进行搅拌(搅拌的方式应因搅拌器的形状而异)。
5.搅拌动作要轻,幅度不要太大,以免将水溅到量热筒外。
八、实验思考题
1.冰块投入量热器内筒时,若冰块外面附有水,将对实验结果有何影响(只需定性说明)
2.整个实验过程中为什么要不停地轻轻搅拌分别说明投冰前后搅拌的作用。