测定水的汽化热之令狐文艳创作

令狐文艳

测定水的汽化热

令狐文艳

一、实验目的：

1．学习用混合量热法测定水的汽化热。L =3.335×105

J /kg 2．了解一种粗略修正散热的方法。 二、实验仪器：

DM-T 数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、蒸馏烧瓶、电炉、秒表、毛巾等 三、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：L Q

m =

反过来，当汽体重新凝结成液体时就会放出热量。所放出的热量跟等量的液体在同一条件下汽化时所吸收的热量相同。即：汽化热=凝结热

由此，本实验通过测定出水蒸汽在常压条件下凝结热，从而根据上式，间接得到水在沸点时的汽化热。

蒸汽从发生器出来，经玻璃管进入量热器内筒中凝结成水，放出热量，使量热器内筒和水的温度由初温1t 升到θ，设凝结成水的蒸汽质量为m ，蒸汽由2t ℃变到θ℃的有个中间转化过程，那就是2t ℃的水蒸气首先转化成2t ℃的水，这时要放出热量，即凝结热mL ；然后2t ℃的水再与冷水混合，最终达到热平衡，平衡温度为θ℃，这时要放出热量

2()

c m t θ-水，

则总的放热量就是2()Q mL c m t θ=+-放水。

设量热器和水的质量分别为1m 、M ，比热分别为1c 、c 则量热器、水所得到的热量（不考虑系统的对外散热）：

111()()

Q m c Mc t θ=+-吸

式中由热平衡方程式吸放Q Q = 则

1112()()()

m c cM t mc t L m θθ+---=

（1）

【散热修正】：上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论.实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在，因此必须考虑如何防止散热或对散热进行修正.

本实验中热量的散失主要是蒸汽通入盛有水的

量热器中，混合过程中量热器向外散失的热量，由此造成混合前水的初温与混合后水的终温不易测准.为此，根据牛顿冷却定律来修正温度.

方法如下：在实验中作出水的温度-时间曲线，如图

ABGCD 所示，AB 段表示混合前量热器及水的缓慢升温过程

（由于其温度比室温低引起的）；BC 段表示混合过程；CD 段表示混合后的冷却过程.过G 点作与时间轴垂直的一条直线交AB 、CD 的延长线于E 和F 点，使面积BEG 与面积CFG 相等，这样，E 和F 点对应的温度就是热交换进行无限快时的温度，即没有热量散失时混合前、后的初温t 1和终温θ. (隔10s 或30s 测一个点))

四、实验要求：

自拟实验步骤，设计数据记录表格，测定水的汽化热，并进行系统吸（散）热修正。 五、注意事项：

1．注意不要被蒸汽烫伤。

2．注意蒸汽发生器底部的玻璃管，上下升降时须小心谨

θ

t 1

慎，以免损坏。

3．量热杯晃动幅度要小，勿使液体溅出，否则严重影响实验结果。

【已知参数】：水的比热容c=4.186×103J/kg·℃，内筒(铁)的比热容为c1=0.448×103J/kg·℃

水的汽化热参考值L=2.2597×106J/kg

【数据表格】

测定水的汽化热实验数据表格

班级序号姓名教师签字日期

【数据处理】计算水的汽化热L及其相对误差。

【思考题】

1. 实验开始时就将蒸汽导管通入量热器是否可以？为什么？

2．进入量热器中的水蒸汽混入一些水滴时，对实验有何影响？应该怎样进行修正？