冰的熔解热的测定.
实验六 测定冰的熔解热
![实验六 测定冰的熔解热](https://img.taocdn.com/s3/m/1bee401a0912a216147929ab.png)
实验六 测定冰的熔解热一、实验目的1、了解混合量热法的实验原理,即系统热平衡时,低温物体所吸收的热量等于高温物体所放出的热量。
2、掌握热学实验基本仪器的使用方法,如温度计,量热器的规范操作。
3、深会用温度补偿法减少系统误差。
二、实验仪器和材料物理天平、量热器、温度计、毛巾、冰块、热水瓶,毛巾、镊子、烧杯。
三、实验原理式0℃的M 克冰溶成t ℃的水所吸收的热量为θ吸=Lm+mc 3(t-0) 把量热器看成绝热系统,放热物体有m 1克的量热器内筒,其比热C 1=0.216×4.186J/克度,m 2克的铜搅拌器,其比热为C 2=0.093×4.186J/克度,m 3克的水,忽略温度计的放热量。
θ放=(m 1C 1+m 2C 2+m 3C 3)(t 0-t)热平衡 θ吸=θ放即:Lm+mCT=(m 1C 1+m 2C 2+m 3C 3)(t 0-t )t c mt t c m c m c m L o 3332211))((--++=四、实验步骤1、调节天平,称好量热器内筒质量m 和搅拌器质量的m 22、了解温度补偿原理,装入比室温的高6℃左右的水(约100g )到量热器内筒中,称出量热器内筒与水的总质量,得水的质量m 33、装好量热器,读出水的初温t 0;4、将冰块(约20克)用毛巾擦干水投入量热器,5、搅拌、观察水温降到最低点,读下终温t ,6、第三次称量热器内筒总质量,得冰的质量m 。
7、自己设计表格,记录整理数据,计算冰的熔解热,根据公认值计算误差。
五、数据记录相对误差 %100186.480186.480⨯⨯⨯-=L E思考题1、为什么要进行温度补偿,理想的补偿情况是什么?什么情况下是补偿失败?2、平衡温度怎么测才准确,怎样知道冰块恰好熔完了?3、实验过程中,水的质量一旦确定,损失一滴水意味着什么?4、若考虑温度计吸热,怎样计算? 不确定度评定ct mt t c m c m c m L --++=))((0332211)()()(2122L u L u L u += mt t c m c m c m L ))((03322111-++=mm u t t t t u c m c m c m c m c m c m u L L u o o )()()()(33221133221111+--+++++= mm u t t t u t u c m c m c m m u m u m u E u B o B o B B B B )()()()()()()(2223322113222121+-++-+++= 111)()(L E u L u ⨯=ct L =2 , )()()(2222E u tt u L L u B == 222)()(L E u L u ⨯=[]g J L u L L /)(±=。
测定冰的熔解热
![测定冰的熔解热](https://img.taocdn.com/s3/m/db387c4b1711cc7931b71665.png)
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。
冰的熔解热的测定实验报告
![冰的熔解热的测定实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/5636005016fc700abb68fc5a.png)
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).TθJKT 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。
T.冰的熔解热的测量.05
![T.冰的熔解热的测量.05](https://img.taocdn.com/s3/m/a425a63b3169a4517723a38e.png)
实验名称冰的溶解热的测量一、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。
单位质量时的晶体在熔点时以固态全部变成液态所需要的热量,叫做该晶体物质的熔解热。
二、教学目标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、熟练掌握量热器及物理天平的使用方法。
4、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、教学重点1、理解和掌握混合量热法测定冰的熔解热的原理和方法。
2、理解散热修正的原理和方法。
四、教学难点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。
五、实验原理本实验采用混合量热法测定冰的熔解热。
原理如下: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。
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。
本实验采用量热器,使待测系统和已知热容的系统合二为一,组成一个近似绝热的孤立系统。
量热器的种类很多,随测量的目的、要求、测量精度的不同而异。
本实验所用量热器如图1所示,它是由良导体(铁)做成的内筒与外筒相套而成。
通常在内筒中放水、待测物体、搅拌器及温度计,这些装置和材料一起组成实验所需的热力学系统。
量热器内外筒之间填充绝热泡沫,合上绝热盖可阻隔内部与外界的空气对流,由于空气是热的不良导体,所以内外筒间借热传导方式传递的热量便可降至很小。
同时由于内外筒的表面都有光亮的电镀层,使得它们发射或吸收辐射热的本领变得很小,因此使实验系统和外界环境之间因辐射而产生的热量交换降至很小。
冰的熔解热测定
![冰的熔解热测定](https://img.taocdn.com/s3/m/f6d83c1c82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3f7.png)
冰的熔解热测定冰的熔解热是指将冰从固态转化为液态所需的能量,通常用焓变量ΔHm表示。
熔解热的测定方法包括加热法、电热法、平衡法等多种方法,其中平衡法是一种常用的精确测定方法。
平衡法的基本原理是利用熔点降低现象,使加热后的样品在一定温度下逐步熔化并保持液态平衡,测定样品和熔点浴之间的平衡温度差。
设样品熔化后的温度为T,熔点浴的温度为T0,则平衡温度差ΔT=T-T0,根据热力学第一定律有ΔHm=CpΔT,其中Cp为系统的热容。
实验装置包括测定系统和加热系统两部分。
测定系统一般选用热电偶测量样品和熔点浴的温度差,加热系统则可以是电炉、燃气灶等各种形式。
在实验前,可以通过两个热电偶和一支温差计检测热电偶之间的电势差,从而消除误差。
实验步骤如下:1. 准备样品和熔点浴,并将熔点浴装入恒温水浴中。
2. 将样品放置于熔点浴中,使其与熔点浴温度达到平衡。
3. 记录热电偶1测得的熔点浴温度T0和热电偶2测得的样品熔化后的温度T。
5. 当样品完全熔化后,保持温度不变,继续记录热电偶1和2的温度。
6. 根据实验数据计算出平衡温度差ΔT=T-T0,再根据ΔHm=CpΔT计算出熔解热。
实验注意事项:1. 样品应先进行初步净化和研磨,去除杂质和空气,以提高实验精度。
2. 测定温度需要保持恒定和准确,可使用数字温度计等精密仪器。
3. 熔点浴和样品之间应充分接触,熔点浴的形状和量应适宜,以保证温度均匀和稳定。
4. 进行实验时,一定要避免操作不当或突发事件的出现,减少误差的产生。
冰的熔解热测定是物理化学实验中常见的一种实验,可用于测定固体物质的热性质,对于物质热化学性质的研究有着很大的意义。
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)](https://img.taocdn.com/s3/m/64bbbdbecd22bcd126fff705cc17552707225ed3.png)
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。
冰熔解热的测量
![冰熔解热的测量](https://img.taocdn.com/s3/m/45629c68844769eae109ed13.png)
冰熔解热的测量实验目的:1、学会用混合法测量冰的溶解热。
2、学会用散热补偿法进行误差分析。
3、了解热学实验中的基本问题——量热和计温。
4.学习合理地选择系统参量和进行实验安排。
实验原理:1、混合法测量冰的熔解热若将质量为M 、温度为0℃的冰与质量为m 、温度为1t ℃的水在量热器内混合,并全部熔解为水后,其温度为t ℃。
在实验系统接近于孤立系统的条件下,由能量守恒定律=Q Q 吸放,且Mct M Q +=λ吸))((12211t t c m c m mc Q -++=放则ct t t c m c m mc M--++=))((112211λ式中1m 、2m 和1c 、2c 分别为量热器内筒的质量和比热容;c 为水的比热容,测量式中各量即可求出λ。
2、散热补偿法只要实验系统与外界存在温度差,系统就不可能达到完全绝热要求。
因此就需采取一些方法进行散热修正。
本实验中,我们介绍一种粗略修正散热的方法——散热补偿法。
牛顿冷却定律指出,在系统温度t 和环境温度θ相差不大时,散热速率与温度差成正比。
即)(θτ--=t K d dQ式中τ为时间;K 为散热常数,与系统表面积成正比,并随表面的吸收或散热辐射本领而变。
由上式可知,t>θ时,τd dQ <0,系统向外界散热;当t<θ时,τd dQ>0,系统向外界吸热。
散热补偿法的基本思想就是设法使系统在实验过程中能从外界吸热以补偿散热的损失,使系统与外界间的热量传递相互抵消。
本实验量热器中水的温度随时间的变化曲线如图所示。
在混合之初,冰块大,水温高,冰块熔解快;随着冰的熔化,水温降低,冰块变小,熔解变慢,系统温度的降低也就变慢了。
在10~ττ这段时间里,温度由1t 降为θ,由上式公式可得系统放出的热量A S K d t K Q 010'12)(-=--=⎰τττθ放式中负号表示放热,⎰-=1)(1τττθd t S A 。
在21~ττ时间内系统温度低于环境温度θ,系统从外界吸收热量B S K d t K d t K Q 02020'2121)()(=-=--=⎰⎰τττττθτθ吸式中⎰-=21)(τττθd t S B 。
测定冰的熔解热
![测定冰的熔解热](https://img.taocdn.com/s3/m/a8679ccc87c24028905fc3dc.png)
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。
测定冰的熔解热
![测定冰的熔解热](https://img.taocdn.com/s3/m/2282b50b3186bceb18e8bb21.png)
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。
冰的熔解热测定.
![冰的熔解热测定.](https://img.taocdn.com/s3/m/0fbaacf619e8b8f67c1cb95c.png)
冰的熔解热测定【实验目的】1.了解热学实验中的基本问题——量热和计温;2.了解粗略修正散热的方法;3.进行实验安排和参量选择。
【实验仪器】量热器,物理天平或电子天平,数字温度计(-10.0~100.0o C一支),停表等。
本实验用量热器组成一个近似绝热的孤立系统,以满足实验所要求的实验基本条件。
量热器的种类很多,因测量的目的、要求、测量精度的不同而异。
本实验采用结构最简单的一种如图4-15-1所示,它由两个用导热良好的金属(如铜)做成的内筒和外筒相套而成。
内筒放在外筒内的绝热支架上,外筒用绝热盖盖住,因此空气与外界对流很小,又因空气是热的不良导体,所以内、外筒间借热传导方式传递的热量便可以减至很小。
同时由于内筒的外壁及外筒的内壁都电镀得十分光亮,使得它们发射或吸收辐射热的本领变得很小,于是我们进行实验的系统和环境之间因辐射而产生热量的传递也可以减小。
这样的量热器已经可以使实验系统粗略地接近于一个绝热的孤立系统了。
【实验原理】1.混合量热法测量冰熔解热原理在一定压强下,晶体熔解时的温度称为熔点。
单位质量的晶体熔解为同温度的液体时所吸收的热量,称为熔解潜热,也称熔解热L。
不同的晶体有不同的熔解热。
本实验是量热学实验中的一个基本实验,采用了量热学实验的基本方法——混合量热法。
它所依据的原理是,在绝热系统中,某一部分所放出的热量等于其余部分所吸收的热量。
将M克0℃的冰投入盛有m克T1℃水的量热器内筒中。
设冰全部熔解为水后平衡温度为T2℃,若量热器内筒、搅拌器和温度计的质量分别为m1、 m2和 m3,其比热容分别为C1、C2和C3,,水的比热容为C0。
则根据混合量热法所依据的原理,冰全部熔解为同温度(0℃)的水及其从0℃升到T2℃过程中所吸收的热量等于其余部分从温度T1℃降到T2℃时所放出的热量,即(4-15-1)由此可得冰的熔解热为(4-15-2)在上式中,水的比热容C0为4.18×103J/kg.℃,内筒、搅拌器和温度计都是铜制的,其比热容C1=C2=C3=0.378×103J/kg.℃。
测定冰的熔解热.
![测定冰的熔解热.](https://img.taocdn.com/s3/m/715fc3302af90242a895e56a.png)
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 c1(T- T0)=(m1 c1+ m2 c2+ m3 c3)(T1- T)θ因 T r=0℃,所以冰的溶解热为:T1T1'J(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。
测定冰的熔化热试验
![测定冰的熔化热试验](https://img.taocdn.com/s3/m/31d3b480f46527d3250ce030.png)
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- 100c),温水,0C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- 12C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 C),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- 12C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- 12C和低于室温10 - 12C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0C。
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。
测定冰的熔解热实验报告
![测定冰的熔解热实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/eddaf158a9114431b90d6c85ec3a87c241288a48.png)
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。
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)](https://img.taocdn.com/s3/m/83172335a517866fb84ae45c3b3567ec102ddc2b.png)
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。
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)](https://img.taocdn.com/s3/m/bb149b126bd97f192279e922.png)
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。
冰的熔解热的测定实验报告
![冰的熔解热的测定实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/92bcf40b804d2b160b4ec0ec.png)
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+Mc1(T-T0)=(m1c1+m2c2+m3c3)(T1-T)T T'θ JKT 1 T 1'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。
冰的熔化热的测定
![冰的熔化热的测定](https://img.taocdn.com/s3/m/132ef9801eb91a37f0115c5c.png)
[专%业~教育教学文档*#&]
【实验内容及要求】
1、用天平称量热器内筒及搅拌器的质量 ,并确认其材料性质,若为铜制取 ,若为铝制取 。[专*业~^教&育教学%文档]
2、在内筒中注入高于室温恰当温度的水,约为内筒容积3/5,称量其总质量 ,求出所取水的质量 ,安装好仪器装置,并放置三分钟左右。
(2)仪器结构及使用说明
前面板由三部分组成,从右到左依次为电源开关、传感器接口、数字显示器,后面板上有保险和电源插座。1、电源开关:电源开关扳向上,电源接通,数码管点亮,仪器工作;开关扳向下,电源断开,仪器停止工作。2、连接温度传感器:将温度传感器与仪器的传感器接口相连并锁紧。3、数码管显示器:当插上温度传感器后,数码管显示温度值。当电源接通,温度传感器未接或未接好时,数码管显示任意值或一个点且不变;在检测过程中数码管显示突然不变动时,那是由于温度传感器接触不良所致,请重新接好温度传感器,仪器便转为正常。[专#业教育@%教学~*文档]
方法二、若方法一作出的BCF,CDG两部分面积相差叫大,我们可以采取以下方法:作线段FG垂直于时间轴,分别与AB、ED的延长线交于F、G,且使BCF与CDG两部分面积相等,也可取F点和G点的温度值表示冰块
熔化前和熔化后的系统温度 和 t。其道理是,
新的温度曲线ABFGDE(折线)与实验温度曲线
ABCDE是等价的,而表示熔化过程的FG段过程[专业*教~%育教学文@档&]
【实验原理】[专^业教#育%@教&学文档]
1、热平衡方程式
在一定压强下,固体发生熔化时的温度称为熔化温度或熔点,单位质量的固态物质在熔点时完全熔化为同温度的液态物质所需要吸收的热量称为熔化热,用 表示,单位为 或 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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,即把待测的系统和一个已知其热容的系统混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统
()。
这样(或)所放出的热量,全部为(或)所吸收。
因为已知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和热容计算出来的,即。
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。
于是,在此孤立系统中已知其热容的系统吸收(或放出的热量也就是待测系统放出(或吸收的热量。
已知其热容的系统吸收(或放出的热量可通过其温度的变化及其热容来求得,于是待测系统放出(或吸收的热量也便可求得。
为了使实验系统成为一个孤立系统,我们采用了量热器。
量热器的种类很多,随测量的目的、要求、测量精度的不同而异。
最简单的一种如图2-27所示,它是由热的良导体做成的内筒,放在一较大的外筒中组成。
通常在内筒中放水、温度计及搅拌器,这些东西(内筒、温度计、搅拌器及水连同放进的待测物体就构成了我们所考虑的(进行实验的系统,内筒、水、温度计和搅拌器的热容可以测知。
量热器的内筒置于一绝热架上,外筒用绝热盖盖住,因此其内的空气与外界对流很小。
又因空气是不良导体,所以内、外筒间通过热传导传递的热量便可减至很少。
同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都十分光亮,使得它们向外辐射热或吸收辐射热的本领
变得很小,因而我们进行实验的系统和环境之间因辐射而产生热量的传递也可减至很小。
这
样,量热器就可粗略地被看作一个孤立系统了。
若有M克的冰与量热器中m克的水混合,冰全部熔解为水后平衡温度为,设冰的熔点为,量热器的内筒和搅拌器的质量分别为和,其比热容为和,温度计的热容为,已知冰的比热容(-40~0℃为0.43cal/g℃,水的比热容C0为1cal/g℃,若以L表示冰的熔解热,根据热平衡方程则有:
(1
在实验室条件下使冰的温度为0℃,而冰的熔点也可以认为是0℃,即,则据式(1可得:
(2
实验中内筒和搅拌器的比热容相同,温度计比热容不计故
水银温度计的热容δm=0.46V(cal/℃,其中V为温度计浸入水中的体积(单位为cm3。
为了尽量减少系统与外界之间的热量交换,实验中还要注意:不应直接用手去握量热器,不应在阳光直接照射下或空气流动太快的地方或接近火炉暖气的地方进行实验,尽量使实验过程进行得迅速
等。
一般系统不可能与外界完全绝热,因此在做某些测量时必须对系统与外界交换的热量进行修正。
在系统与环境温差不大时,这种修正可以根据牛顿冷却定律来进行。
牛顿冷却定律指出:当系统温度T与环境温度θ相差不大时(不超过10~15℃,系统的散热速度dq/dt与温度差(T-θ成正比。
即:dq/dt=K(T-θ 式中K是一个常数(称为散热常数,它与系统表面积成正比,并决定于表面发射或吸收辐射热的本领。
在本实验对冰的熔解热测定中,若
T2>θ,T3<θ,实验过程中量热器温度T随时间的变化关系如图2-28所示,根据牛顿冷却定律可得,系统温度从T2到θ量热器向外界环境散失的热量
,
同样可得从θ到T3量热器从外界吸收的热量。
显然,在图2-28中,若面积SA=SB则量热器在整个过程中散失和吸收的热量相互抵消。
若S A≠S B,则可设法测出K值,并据S A和S B对系统在实验过程中与外界交换的热量进行修正。
的热量交换不能忽略时,就必须作一定的散热修正。
2.1实验步骤:
1.把物理天平调平,称出量热器的内筒和搅拌器的质量分别为和克
2. 水的初温可取比室温高10~15℃,水的体积可取量热器内筒容积的2/3左右。
3.称出水、内筒和搅拌器的总质量水的质量,把内筒、搅拌器和水放入外筒的中盖好盖子。
4.为保证室温不变可将量热器放入水装有水的盆中。
5.投入冰前轻轻搅拌水并每隔一定时间(如1min)读,取4~5个点,
6.放入冰后立即盖好盖子注意不要把水渐出,测定实验过程中系统温度随时间变化的情况,应每隔一定时间(例如15s测一次温度。
7.称出此时的水、内筒和搅拌器的总质量,减去即为冰的质量。
8.作T~t图,以分析由于系统与外界有热交换对测量结果的影响,并作为重做实验时为减小系统与外界有热交换的影响对实验参量进行调整的依据。
注意事项:
1. 测量过程要不断搅拌,使水温均匀,搅拌器不要碰撞温度计和内筒。
2. 温度计放入水中的深度要适中,温度计的水银泡不要接触冰块,要使其在水中。
3. 冰投入之前要把水擦干,冰不要直接放在太平上称。
4. 投入冰后立即盖好盖子并且不需要搅拌。
5. 注意不要将盆内的水流入内筒。
实验数据:
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 4.30 4.45 5.00 5.15 5.30 5.45 6.007.008.009.00
时间
36.9036.7536.5536.4036.3026.7020.3019.1018.2018.0018.0018.3018.3518.4018.50
温度
时间10.0011.0012.0013.00
18.6018.7518.8518.90
3.1数据处理:根据图可得温度计的比热不计可得:
实验误差:温度计引入
冰的熔解热为:
参考文献:[1] 刘德平、大学物理实验 [M]
[2] 李长江、物理实验 [M]
[3]杨述武,赵立竹,沈国土主编普通物理实验1 力学、热学部分[M].—4版.—北京高等教育出版社2007.12ISBN 978-7-04-020-1 [M]。