测定冰的溶解热--实验报告.pdf

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1、北京大学实验报告学号：1100011608姓名：陈伟实验组号：二下三组组内编号：三组三号测定冰的熔化热---实验报告实验题目：测定冰的熔化热目的要求：（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）学习进行合理的实验安排和参量选择。仪器用具：（1）量热器（2）电子天平：最大称量为1000g，最小分度值为0.01g，允许误差为0.02g，稳定时间为3S。（3）数字温度器：测温范围为-25~125，误差允许为0.1，四位半数字显示。（4）秒表（5）毛巾，干拭布实验原理：

2、（1）一般概念熔点：一定压强下晶体物质熔化时的温度，亦该物质的固态和液态可以共存的温度。熔化热：单位质量的晶体物质在熔点时从固态全部变成液态所需要的热量。热传递热量的三种方式：传导，对流，和辐射。混合热法：将两系统A和B组成一个独立的系统C，则A（或B）所放出的热量，全部为B（或A）所吸收的热量，设传递热量为Q，热容为C，温度变化，则有Q=C。（2）装置简介：量热器（如图）北京大学实验报告学号：1100011608姓名：陈伟实验组号：二下三组组内编号：三组三号组成：由良导体做成的内筒置于一个较大的外

3、筒中组成，通常在内筒中放水，温度计及搅拌器。使系统接近于孤立系统的方法：量热器置于绝热架上，外筒用绝热盖盖住，空气与外界对流很小，将内筒和外筒的外壁电镀得十分光亮，使辐射减少。（3）实验原理本质原理为热的传递，即遵守能量守恒定律。公式：(吸热)()()()()（散热）()()()()其中L为冰的溶解热，水的质量为m，冰的质量为M，量热器的内筒和搅拌器的质量分别为和。冰的初始温度为，实验环境下的熔点为，水的初始温度为，冰和水混合后的平衡温度为，量热器的内筒和搅拌器的比热容分别为和，温度器的热容为，水和

4、冰的比热容为和。其中==0.389(),(),(),在我们的实验条件下，粗略认为=0。又在本实验中，数字温度计的传感器进入待测系统部分的热容相对试验系统很小，可以忽略不计。所以北京大学实验报告学号：1100011608姓名：陈伟实验组号：二下三组组内编号：三组三号(())()（4）注意事项：校正电子天平时不能用手直接握标准砝码不应当直接用手去把握量热器的任何部分；不应当在阳光的直射照射下或者空气流动太快的地方进行实验；尽可能使系统与外界温度差小，并且尽量使实验过程进行得迅速；（5）粗略修正散热的方法

5、根据牛顿冷却定律的数学形式：（）其中是系统散失的热量，是相应的时间间隔，K是散热常数，它与系统表面积成正比并随表面的吸收或发射辐射热的本领而变，T和分别是我们所考虑的系统及环境的温度，称为散热速率。粗略修正的方法本质在于设法使整个实验过程中系统与环境间的热量传递彼此抵消，所以要求水的初温比环境温度高，末温比环境温度低。如图：北京大学实验报告学号：1100011608姓名：陈伟实验组号：二下三组组内编号：三组三号调整初温，末温，和环境温度相差的幅度（较难实现），使SA=SB，所以要求（T2-）>（T3

6、）。（6）修正初温和末温的方法：如图：在投入冰块前，系统的温度沿T2’’T2变化，在冰块完全溶化后，系统温度沿T3T3’’变化，作图使S1+S2=S3，然后用T2’代替T2，T3’代替T3，然后求得L。这样做的理由是：系统吸收的热量相当于面积S=S2+S5-S4，使用代替之后，系统共吸收的热量相当于S’=S3+S5-S1-S4，又因为S1+S2=S3，所以推得S’=S，这说明新的温度曲线与实际的温度曲线是等价的。实验内容：（1）测定冰的熔化热：实验步骤：1，将电子天平按照说明书进行校正。北京大学实验

7、报告学号：1100011608姓名：陈伟实验组号：二下三组组内编号：三组三号2，测量搅拌器和量热器的内筒作为整体称量其质量，将量热器盛适量和适度温度的水，并称量其总质量，水的质量为总质量减去搅拌器和量热器内筒的质量，冰的质量可由冰融化后，冰加水的质量减去水的质量求得。3，将各实验仪器仪器组成一个完整的量热器。4，在放入冰前，每隔十秒测量水的温度，并将其他仪器的初始温度认为为水的初始温度。5,测冰的初始温度。6,放入冰，此过程要求迅速，防止与外界过多的发生热交换，每隔10秒测量温度，收集数据，同时轻轻

8、搅拌冰水混合物，发现数字温度计上的数值下降，当温度持续30秒稳定时，认为系统达到热平衡。7,测出冰的质量。8，根据公式(())()，求出L。（2）测定实验过程中系统温度随时间的变化：每隔一定时间测系统温度，根据数据，作T-t图。1，用粗略修正散热的方法：适当选择T2和T3，使系统散热和吸热大体相抵。2，用修正初温和末温的方法（3）现象：数值温度计的示值下降。（4）变化规律及解释：将量热器盖好，插入数值温度器时，示值将明显上升，此段数据是无效的，然后趋于稳定，在放入冰前