测量冰熔解热的一种新方法

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1、测量冰熔解热的一种新方法唐嘉欣，赵子珍(广西师范大学物理科学与技术学院，广西桂林541004)摘要:基于混合量热法测定冰的熔解热实验中，用水银温度计及秒表测量所带来的困难，文中探究了用UT60E型数字万用表和福莱尔数字化实验系统(FourierMultiLabSystem)分别进行该实验。通过对比分析实验测量结果、测量精度和测量误差，结果表明，福莱尔数字化实验系统更适用于测量冰的熔解热实验。关键词:冰的熔解热;混合量热法;福莱尔数字化实验系统中图分类号:G642.423;O551.1文献标志码:Bdoi:10．3969/j

2、．issn．1672－4550．2012．01．002ANewDeterminationoftheFusionHeatofIceTANGJia-xin，ZHAOZi-zhen(SchoolofPhysicsScienceandTechnology，GuangxiNormalUniversity，Guilin541004，China)Abstract:BasedonthedifficultyindeterminingtheFusionHeatofIcebyusingthecombinationmethodofthemercu

3、rythermometerandthestopwatch，thispaperseparatelyexploresthisexperimentbytheUT60EtypedigitalmultimeterandFourierMultiLabSystem．Throughthecontrastiveanalysesoftheexperimentaldata，measuringprecisionandmeasurementerror，theresultsshowthattheFourierMultiLabSystemismores

4、uitablefordeterminingtheFusionHeatofIce．Keywords:fusionheatofice;combinationmethodofdetermination;FourierMultiLabSystem在大学普通物理实验中，数据记录是物理实验的重要组成部分和关键环节，它对于进行实验数据处理和误差分析有着密切的关系。由于计算机的普及，不仅有必要训练学生规范采集、记录原始数据的能力［1］，更重要的是能让其了解如何用高精度仪器来记录实验数据，使采集的数据点更多、更齐全，得出的实验结果误差更小，

5、这是当前国内提高物理实验课程的教学水平的一个重要方面［2－4］。因此，选用适当高精度仪器或装置来记录实验数据对实验数据的处理以及误差分析起着关键作用。冰熔解热测量的实验是大学物理实验中较难做的实验之一，学生做完该实验后大都抱怨操作与记数难以同时进行。笔者通过实践体验和参考文献归纳出以下3方面的原因:(1)用传统方法———水银温度计和秒表测量得出的测量值［5］一般小于公认值，存在着较大的系统误差;(2)传统方法要求学生在记录温度的同时还要记录时间，学生未免会措手不及，稍微不注意就容易看错或记错数据，导致该实验成功率低，往往需

6、要重做几遍才能得到散热修正较好的结果;(3)由于学生在测量过程中对实验的要点没有掌握，难以得到较好的实验结果，使得冰的熔解热测量实验引起了广泛的关注［6－12］。换句话说，寻找出更适合做实验的实验方案十分重要和紧迫。基于以上原因，本文探讨了用3种不同的实验方法对该实验进行测量，从而得出了最适用于测量冰的熔解热实验的方案。1混合量热法的实验装置及实验原理1.1实验装置及测量方法实验装置如图1所示。收稿日期:基金项目:2011－04－02;修改日期:2011－07－162008年国家级实验教学示范中心建设单位项目资助(教高函［

7、2009］5号)，2010年新世纪广西高等教育教改工程立项项目(2010JGB014)。赵子珍(1963－)，女，硕士，副教授，主要从作者简介:·5·第10卷第1期唐嘉欣，等:测量冰熔解热的一种新方法混合量热法的基本仪器如量热器［13］等未变，主要是测量冰水混合物温度T和时间t的仪器改变了。(1)用水银温度计和秒表记录T、t，测量精度为±0.1℃，人工记录数据，1次/min，温度骤降处1次/30s;(2)用UT60E型数字万用表、热电偶温度传感器及电脑，测量精度为1℃，实验数据直接导入电脑;(3)用福莱尔数字化实验系统(F

8、ourierMultiLabSystem)，含DT029型号温度传感器及电脑。实验数据直接导入电脑，直接绘制出实验测量曲线，测量精度为0.001℃。(a)传统方法1.2实验原理量热器可粗略地被看作一个孤立系统，将Mg0℃的冰与量热器中T1℃的水混合，冰全部熔解为水后平衡温度为T2℃，根据热平衡方程，则冰