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1、第卷第大学物理年肾水的比汽化热测量装置的改进陈骏逸,陆申龙复旦大学物理系,上海摘要对传统的测量水的比汽化热实验中的加热和输气装置进行改进,采用集成电路温度传感器测量量热器中温度,实现了水比汽化热非电量电测,较准确地测量水的比汽化热关键词比汽化热集成电路温度传感器非电量电测一一一一中图分类号文献标识码文章编号液体汽化时的比汽化热引言本实验采用混合法测定水的比汽化热将水蒸水的比汽化热在水的三态变化中是一个重要的气锅中接近℃的水蒸气由橡皮管通到量热器物理量传统的测量水的比汽化热实验装置中,传输中如果水和量热器内杯的初温为,,而质量为蒸气的管道比较
2、长由于管道与周围环境发生热交的水蒸气进人量热器的水中,被凝结成水,当水与量,,换使得蒸气在传输过程中损失热量造成在进人量,口热器内杯均达同一温度时其温度值为则水的热器内杯的蒸气中含有液态的水,加上原装置用水比汽化热可由下式得到,,银温度计测温水银温度计存在热惰性大估读困难乙。一、、一夕,色氏、久等因素这样就引入了较大的测量误差而新型的集成电路温度传感器〕却具有如下优点温式中,。为水的比热容,为原先在量热器中水的度变化引起输出量的变化呈良好的线性关系不,,,。,,质量为铝搅拌器的质量为铝的比热容需要参考点抗干扰能力强使用简单方便为铝量热器内杯
3、的质量,夕为水蒸气的温度,为数字显示,利于计算机实时测量因此笔者用集水的比汽化热成电路温度传感器替代水银温度计,用于整集成电路温度传感器是由多个参数相个实验过程中对温度的测量,更方便、准确地测量温同的三极管和电阻组成当该器件的两引出端加有度,而且使缩短输送蒸气管道成为可能将这些改进某一直流工作电压一般工作电压可在一,引入到教学实验中取得了良好的教学效果范围内时,该温度传感器的温度每升高或降低’,则传感器的输出电流将增加或减少拼,其输实验原理出电流与温度满足如下关系物质由液态向气态的转化过程称为汽化定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化
4、为气式中,为的输出电流,单位为拼,为摄氏体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热液体的温度,为斜率,为,℃时的电流值该值恰好与比汽化热不但和液体的种类有关,而且和汽化时的冰点的热力学温度相对应利用集成,,温度有关因为温度升高液相中分子和气相分子的电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的,,能量差别将逐渐减小因而温度升高液体的比汽化温度计在实际工作时,采取测量取样电阻上的热减小电压来求得电流物质由气态转化为液态的过程称为凝结,凝结实验装置时将释放出在同一条件下汽化时所吸收的相同的热量,因而,可以通过测量凝结时放出的热量来测量该图为实验装置图一
5、一一一收稿日期修回日期作者简介陈骏逸一,男,浙江郸县人,复旦大学物理系讲师,主要从事普通物理实验教学研究大学物理第卷打开加热电炉电源,将烧瓶及水加热直至水帽盖沸腾加热过程中应将烧瓶帽盖打开,当水沸腾后,应当调节加热电炉的电压,即调节烧瓶内水的沸腾状况,使得水蒸气的出气程度比较适中,在实验时,水蒸气的通人既不能把量热杯内的水溅出,又不能使量热杯内的水发生倒灌,将橡皮管插人量热杯内的水中把烧瓶帽盖上,蒸气通过短的玻璃和橡皮管直接进人水中,观测数字电压表集成电路温度传感器的输出电压值,当杯内水的温度升高一定值后,将烧瓶帽打开,停止向量热器进气,用
6、搅拌器搅拌量热器中的水,读出水和内杯温度刚好均匀相等时的末温,图用电子天平称出内杯和水的质量求出杯内水的总质量总,该质量总与原来水的质量之本实验对传统的装置进行了改进,水蒸气通入差,即为通人的水蒸气的质量二总一量热器途中,先经过处于,℃水温的玻璃管然后将实验数据代入式,求出水的比汽化热经过很短的玻璃和橡皮管直接进入水中,这样可避免水蒸气在输送过程中先凝成水滴后被带人量热器实验数据和结果,中加热电炉的输入电压由控温器控制和调节保证集成电路温度传感器巧的定标按图水蒸气输入量热器的速率符合实验要求在本实验,接线测量在不同温度下取样电阻上的电压值,
7、中量热器内杯与外杯之间采用聚苯乙烯发泡塑料,、,,得不同温度时电阻上的电压测量结果见进行绝热这比空气绝热的量热器绝热效果好些表对传感器的改进一般传感器直接测量表水温易引起管脚之间通过水短路本装置中巧。除测温金属面裸露感温外,管脚等均被密封在铝壳内,在水中测温既准确,又灵敏科实验方法’经最小二乘法拟合得二拌二集成电路温度传感器的定标每个州集成电路温度传感器的灵敏度有所不同,在实验前,拼水的比汽化热的测量,实验时大气压为应将其定标按图要求接线测量集成电只,,,,,夕,查表得二路温度传感器的电流与温度的关系取样电阻,·一·’一,火,’’。。,为把
8、实验数据用最小二乘法进行直线···‘,、,一‘一‘拟合求斜率截距和相关系数将编号数据代人式,进行计算,可得·占上一’表数据的计算结果如表所示在’子时,水的比汽化热公认值为·一’表
