测定冰的溶解热-刘文艳 - 副本

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测定冰的熔解热实验及应用背景介绍实验目的和教学要求实验原理实验仪器介绍实验内容课堂思考 实验及应用背景介绍本实验涉及热学实验的若干基本内容，具有热学实验绪论的性质，无论在实验原理和方法，仪器构造和使用，操作技巧和参量选择都对热学实验有普遍意义。 了解热学实验中的基本问题—量热和计温。了解粗略修正散热的方法。进行实验安排和参量选择。实验目的和教学要求 温度不同的两个物体混合之后，热量将由高温物体传递给低温物体。对于一个孤立系统，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，此称为热平衡原理。本实验就是根据热平衡原理，用混合法来测定冰的溶解热。实验原理 1.混合量热法测定冰的熔解热（量热筒示意图）1.温度计2.带绝热柄的搅拌器3.绝热盖4.绝热架5.空气6.表面镀亮的金属外筒7.表面镀亮的金属内筒量热器的两个相套的铜圆筒之间是不良导体空气。筒壁光亮电镀，加有绝热盖。搅拌器也是铜的。 将温度为T冰1的冰投入盛有水的量热器中，冰全部熔解为水后的平衡温度为T平3。若为孤立系统，根据热平衡方程Q吸=Q放，则冰的熔解热L计算公式： 虽然尽量保持系统孤立，仍不可能完全达到绝热的要求，因此，就需要求出系统散失或吸收的热量，从而对结果进行修正。牛顿冷却定律：若系统温度高于环境温度，系统就要散失热量。当温度差相当小时（小于10-15℃），散热速率与温度差成正比，即：2.实验系统散热的修正 根据牛顿冷却定律修正散热。温度从T2到T3，系统与环境交换的热量：若SA=SB，则系统对外界的吸热和散热就可以相互抵消。这种修正方法，要求水的初温大于环境温度（T2>θ环），末温比环境温度低（T3<θ环），而且对初温、末温与环境温度相差的幅度要求比较严格，在实验中很难保证。（1）利用系统散热与吸热相互抵消的方法（系统散热修正）冰刚投入时，水温高，冰熔解快，则系统温度降低快。随着冰熔化，冰块变小，水温降低，冰熔解变慢，系统温度降低变慢。 （2）假设冰熔化无限短来修正实际温度变化是T``2T2T4T3T``3，系统共吸收热量相当于面积S=S2+S5-S4。修正温度曲线是T``2T2T`2T`3T3T``3，系统吸收热量相当于面积S`=S3+S5-S1-S4。因为作图时已保证S1+S2=S3，所以有S`=S。因此，修正温度曲线与实际温度曲线等价。（系统散热修正）修正温度曲线把热交换与冰熔化分割开来。由于冰熔化变为无限短，故没有热量交换。则：把对热量的修正转换为对水初／末温的修正，对水初／末温没有限制，但最好满足T2>θ环，T3<θ环。 量热器电子天平温度计(－10.0～100.0℃)数字三用表加温器皿冰，停表，干拭布等。实验仪器介绍 1.称量质量和测量温度。2.记录投冰前后水温随时间的变化曲线。每隔15-30秒测一个系统温度。3.测量系统的散热常数。每隔60秒测量系统温度，测5-8个点。4.注意事项：实验内容水初温大于环境温度约10-15℃，末温小于环境温度。曲线连续，时间不可间断。记好投冰的时间。实验中要轻轻搅拌。 5．数据处理：用假设冰熔化无限短的修正方法，作图求出初、末温度的修正值，并算出冰的熔解热。计算系统的散热常数。 1．在取冰、投冰及记录系统的温度-时间历程时应注意些什么？投冰的时刻如何求出？2．如果采用公式Rt=R0(1+AT+BT2)来测量温度，请导出对应温度作为铂电阻值R的函数表示？3．已知系统为质量m、初温为T0的水，从温度为q的环境吸热，经t后温度升至Tf,如何由此算得系统的散热常数K？课堂思考