测定冰的熔解热
【引言】
一定压强下的晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点，质量为1g的某种物质的晶体熔解为相同温度的液体所吸收的热量叫做该晶体的熔解热。
本实验采用混合量热测定冰的熔解热，其基本原理是：把待测系统和一个已知其热容的系统混合起来，并使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统。于是，在此孤立系统中已知其热容的系统吸收(或放出)的热量也就是待测系统放出(或吸收)的热量。已知其热容的系统吸收(或放出)的热量可通过其温度的变化及其热容来求得，于是待测系统放出(或吸收)的热量也便可求得
由此可见，保持系统为孤立系统，是混合量热法所要求的基本实验条件，着要从一汽装置、测量方法以及实验操作等方面去保证。如果实验过程中玉外界的热交换不能忽略，就要做散热活吸热修正。
温度是热学的一个基本量，量热实验中必须测量温度。一个系统的温度，只有在平衡时才有意义，因此计温时必须使系统温度达到稳定而且均匀，永温度计的指示值代表系统温度，必须使系统与温度计之间达到平衡。
【方法介绍】
混合发是热学实验中的一种常用方法，其基本原理可用热平衡方程来描述，即在一个孤立系统中，一部分物体所吸收的热量等于该系统中其他物体所放出的热量。本实验用混合法测冰的熔解热，关键的必须保证系统为孤立系统。
【实验目的】
1．掌握用混合法测定冰的熔解热的方法。
2．学习散热修正的一种方法。
【实验器材】
量热器、物理天平、温度计、水、冰块、秒表、取冰夹子、量筒、玻璃皿、干抹布等。
【仪器介绍】
为了使实验系统（待测系统与已知其熔解热的系统二者合一）成为以一个孤立系统，我们采用量热器。
传递热量的方法有三种：传导、对流和辐射。以此，必须使实验系统与环境之间的传导、对流和辐射都尽量减少，量热器即能满足这样的要求。
量热器的种类很多，随测量的目的、要求、测量精度的不同而异。最简单的一种如图4-4-1所示，它是由热的良导体做成的内筒，放在一较大的外筒中组成。通常在内筒中放水、温度计及搅拌器，这些东西(内筒、温度计、搅拌器及水)连同放进的待测物体就构成了我们所考虑的(进行实验的)系统，内筒、水、温度计和搅拌器的热容可以测知。 量热器的内筒置于一绝热架上，外筒用绝热盖盖住，因此其内的空气与外界对流很小。又因空气是不良导体，所以内、外筒间通过热传导传递的热量便可减至很少。同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都十分光亮，使得它们向外辐射热或吸收辐射热的本领变得很小，因而，我们进行实验的系统和环境之间因辐射而产生热量的传递也可减至很小。这样，量热器就可粗略地被看作一个孤立系统了。
外壁及外筒的内外壁都十分光亮，使得它们向外辐射热或吸收辐射热的本领变得很小，因而，我们进行实验的系统和环境之间因辐射而产生热量的传递也可减至很小。这样，量热器就可粗略地被看作一个孤立系统了。
【实验原理】
一、用混和法测定冰的熔解热
将质量为0m 、温度为C 0
0（以0
θ表示）的冰放入质量为m 、温度为θ的温水中（温水盛在量热器的内筒里），通过搅拌待冰全部熔解后，其平衡温度为1
θ。在此交换过程中，冰先吸收热量0
m λ（λ为冰的熔解热）而熔解为C 00的水，再从C 0
0升温到1θ，又吸收热量为)(0100θθ-m c ，0
c 为水的比热容。量热器系统（内筒、搅拌器、温度计）与原来的温水放出的热量可
表示为（m c 0
+11m c +22m c +30m c ）)(1θθ-。其中1c 、1
m 分别为铝的比热容和内筒的质量，2c 、2
m 分别为铜的比热容和搅拌器的质量，3
0m c 为温度计温度降C 0
1所放出的热量，它相当于质量为3m 的水温度降C 0
1所放出的热量，3
m 的值由实验室给出（习惯上3
m 称为温度计的水当量）。根据平衡原理有
0m λ+00m c )(01θθ-=（m c 0+11m c +22m c +30m c ）)(1
θθ-
（4-4-1）
即 λ=
010*********)
())((m m c m c m c m c m c θθθθ---+++
（4-4-2）
0c 、1c 、2c 的值分别为1
10186.4--??=K
g J c 、、1
1
2
385.0--??=K g J c （它
们随温度的变化可忽略不计）。
可以看出，本实验的关键是必须保持系统为孤立系统?，即系统与外界环境没有热交换，热传递有三种方式：①热传导；②热对流；③热辐射。实验中考虑了整个“热学系统”的吸热与放热，“热学系统”主要由量热器的内筒、搅拌器、温度计以及水和冰块组成。量热器结构上有效地防止热传递。
量热器的结构如图4-4-1所示，为防止热传递，内筒放在外筒内的绝热支架上可防止热传导，外筒用绝热盖盖住，因此可防止空气与外界对流，而且空气是热的不良导体，所以内、外筒间因对流传递的热量可减至很小。内筒的外壁及外筒的内壁都电镀得十分光亮，使得它们发射或吸收辐射热的本领变得很小，因此可以减小（本实验的热学系统和环境之间）因辐射而产生热量的传递。这样的量热器可以使实验的热学系统粗略地接近于一个绝热的孤立系统了。
二、散热修正
保持实验系统为孤立系统是混合法测定冰的熔解热的必要条件，但是，把冰块投入量热器的温水中，冰块不可能立即熔解，在整个实验过程中，
系统必然要与外界交换热量。
图4-4-1 量热器结构示意图
换言之，系统不是一个严格的孤立系统，这就破坏了式（4-4-2）的成立条件。所以按式（4-4-2）计算出来的熔解热必然存在相当大的误差，为此必须对热量损失进行修正。 根据“牛顿冷却定律”，在系统温度θ与室温r θ相差不大时，系统与环境之间的传热速率dt dQ 与温差（θ-r
θ）成正比，即
dt
dQ =
)(r K θθ-
（4-4-3）
???-=dt
K dt K dQ r
θθ
（4-4-4）
式中K 是常量，系统温度θ是时间t 的函数，室温r
θ认为是基本不变的。如果我们以横轴代表时间t ，以纵轴代表温度θ，作出θ—t 图，则θ—t 曲线与等温线
r
θ所包围的面积可代表传热量Q （相差一个比例常数K ）
，如图4-4-2所示。图中1
t 为投入冰块的时刻，2
t 为温度最低的时刻。曲边三角形C BF '的面积可代表系统向外界散发的热量，曲边三角形DG C '可代表系统从外界吸收的热量。
把水的初温预热到室温以上，而使冰熔解后系统的末温在室温以下。以室温为界，把整个过程分为放热和吸热两个阶段，这样，就能使在第一阶段和第二阶段不免要发生的热量交换得到一定的补偿。
一般说来，系统向外界散发的热量不会等于它从外界吸收的热量，因为这涉及到的因素很多，诸如水的初温，水的质量，冰块的质量等。为了获得更准确的测量结果，还必须进行散热修正。
图4-4-3表示系统温度θ随时间t 的变化曲线，图中AB 段是投入冰前温水的自然降温曲线（由于温度高于室温r
θ，系统向外界散热，温度逐渐降低），在B 点（温度B
θ）将冰投入水中，BD 段是投冰后水的降温曲线，到D 点冰全部熔解并升温至与量热器中水的温度相等，此时温度D θ低于室温r
θ，系统将从外界吸收热量而逐渐升温，如图中DE 段所示。
BD 段水的温度由B θ降至D
θ是由两个因素共同造成的，
一个是系统与外界有热交换导致水温变化（其中系统向外界
图4-4-2 热量补偿示意图 图4-4-3 散热修正示意图
散发的热量可用面积4
S 表示，从外界吸收的热量可用面积（5
2
S S +）表示，系统从外界吸收的净热量表示为（5
2
S S +-4
S ），图中O 是BD 与r
θ等温线的交点）。另一个是冰的吸热引起水温下降。因此，只是因为冰的吸热引起的水温下降并不等于（D B θθ-），用B θ和D θ分别代替式（4-4-2）中的θ和1
θ显然是不妥当的。
下面我们设计一个与实际过程BD 等价的过程，即图4-4-3中的BMND 过程（M 点为理想投冰点），来将上述两个因素分开，将系统与外界的热交换引起的温度变化限制在BM 段和ND 段，所交换热量与BD 段系统与外界实际交换的热量相等。为此，我们在曲线BD 上找一点C ，过C 点做时间t 轴的垂线，交AB 的延长线与M ，交DE 的反向延长线于N ，使曲边三角形BMC 的面积（21S S +）与曲边三角形DNC 的面积3
S 相等，即3S -2
1S S =，那么，过程B M C N D 从外界吸收的净热量为4
524153)(S S S S S S S -+=+-+，这与实际过程从外界吸收的净热量相等。
在过程BMCDA 中，设想冰从M 点投入，在N 点全部熔解且升温至系统温度最低点，MN 是瞬间进行的“冰的吸热”过程，没有与外界进行热量交换，这样，过程BMCDA 就把上述两个因素分别用过程ND BM +和过程MN 表示了。因此，投冰时水的初温是M θ，末温是N θ。（M θ-N
θ）单纯由于冰吸收热量引起，用它们分别代替（4-4-2）中的θ和1
θ即可得到较为准确的测量结果，即式（4-4-2）可写为
λ
=
[
]0
0002
21130)
()()(m m c m c m c m m c N N M
θθθθ---+++ （4-4-5）
【实验内容】
1. 测出量热器内筒的质量和搅拌器的质量。
2. 测出室温r
θ。
3. 配制温水，水温高于室温C 0
10左右。
4. 测出温水的质量，其水位约为内筒高度的三分之二。
5. 当水温高于室温C 0
8左右时测自然降温曲线（AB ）段min 5, 每s 30记录一次温度值。
6. 尽快投冰，用搅拌器不断轻轻搅拌，每s 15记录一次温度值，直到温度不再下降。
7. 测自然升温曲线（DE 段）min 5, 每s 30记录一次温度值。
8. 测出冰块的质量。
9. 自己拟定数据记录表格，记录测量数据。
10. 用坐标纸作图，用查小方格个数的方法确定面积，求出M
θ、N
θ，求出冰的熔解热λ，并与标准值g J /4.334比较，求出相对误差，并进行误差分析。
【数据记录】
（已知
c 、
1
c 、2c 的值分别为1
10
186.4--??=K g J c 、、
1
1
2
38.0--??=K g J c （它们随温度的变化可忽略不计）
。搅拌器的质量为m2=6.24g 冰的熔解热参考值 L=3.335*10^J/kg ） 数据1
数据2
数据3
名称 水的质量 冰的质量 搅拌器质量 初始温度 平衡温度 环境温度 冰的温度
符号 1
M (g) 0
M (g) 2M (g) 2T (C o ) 3T (C o ) T (C o ) 1
T
(C o
) 数值
246.97 42.58 6.24 29.8 14.9 12.5 0
时间(s)
15 30 45 60 75 90 105 120 温度 20.2 16.4 15.1 15.0 14.9 14.9 14.9 14.9
【数据处理】
L=(201.8?4.186+6.24?0.38)(31.8-18.3)/27.71-18.3=394.40(J/g)
L=(282.7?4.186+6.24?0.38)(29.9-14.3)/63.8-14.3=275.75(J/g)
L=(246.97?4.186+6.24?0.38)(29.8-14.9)/42.58-14.9=347.69(J/g)
L =(275.75+394.40+347.69)/3=339.28(J/g)
测定结果的相对误差
U(λ)= 98
.33398.33328.339-*100%=1.587%
实验图示
【实验结论】
由以上测量结果可见，用混合法测量冰的熔解热为λ=339.28(J/g)，其相对误差为1.587%，在大学物理实验要求的误差允许范围内，所以本次实验成功.
【误差分析】
1. 实验所取水的体积大于量热筒的2/3。
2. 投冰前未将冰拭干或者用手触摸冰造成操作误差。
3. 将水倒入量热器后未及时测量水的温度。
4. 倒入冰前所测量的水温未达到稳定值。
5. 倒入冰后未及时读出温度值。
6. 每个时间间隔内所读的温度值有人为的读数误差。
7. 实验仪器的保温条件不够，造成的散热误差。
8. 实验次数少所造成的偶然误差。
【注意事项】
1．整个测量过程盖子应盖好，还要不停地用搅拌器轻轻地搅拌内筒中的水，以保证热学系统的温度均匀，同时防止内筒中的水搅出内筒外和桌面上，以保持内筒中水的质量不减小。
2．冰的质量应在测出末温2
T 后再称量。
3．热学系统的末温2
T 不能选得太低，以免内筒外壁出现凝结水而改变其散热系数。
4. 时间连续计时，秒表不能停止。
5.室温应取实验前后平均值；水的初温可高于室温约10-15，配置温水时，又应略高于约1-2。
6．严守天平的操作规则。
7．投冰前应将其拭干，且不得直接用手触摸
8.注意维护温度计，玻璃液体（水银或酒精）温度计容易折断，水银泡更易破碎，水银溢出会造成严重污染。
9.先做一次实验，在分析器情况和结果的基础上，确定温度及冰的质量等值大体应以多少为宜，然后仔细的重复实验。
10.测定实验过程中系统温度随时间的变化
每隔一定时间（如15s）测量一下系统温度，做出T-t图，从而：
为了使系统散热、吸热大体抵消，适当选取初始温度和平衡温度。
【思考题】
1．根据本实验装置以及操作的具体情况，分析误差产生的主要因素有哪些？
2．冰块投入量热器内筒时，若冰块外面附有水，将对实验结果有何影响（只需定性说明）？
3．整个实验过程中为什么要不停地轻轻搅拌？分别说明投冰前后搅拌的作用。
4．试分析若系统从外界吸收的热量大于向外界散失的热量，将使结果偏大还是偏小？
5混合量热法所要求的基本实验条件是什么？本实验是如何得到满足的？
6.本实验中的“热力学系统”是由哪些组成的？量热器内筒、外筒、温度计、搅拌器等都属于该热力学系统吗？
7冰块投入前量热器应该做好哪些准备工作？投冰室应注意什么？
8.试定性说明下述情况给测量结果带来的影响：
（1）测量初始温度是没有搅拌；
（2）测量初始温度后到投冰前相隔了一段时间；
（3）搅拌过程中有水溅出；
（4）冰未拭干就投入量热器；
9.哪些因素会影响测量的准确性？实验中应该怎样注意？
实验三 混合法测冰的熔化热 【实验简介】 温度测量和量热技术是热学实验的中最基本问题。本实验主要学习利用量热学的实验方法混合法测量冰的熔化热。量热学是以热力学第一定律为理论基础的，它所研究的范围就是如何计量物质系统随温度变化、相变、化学反应等吸收和放出的热量。量热学的常用实验方法有混合法、稳流法、冷却法、潜热法、电热法等。本实验应用混合发测冰的熔化热，使用的基本仪器为量热器。由于实验过程中量热器不可避免地要参与外界环境的热交换而散失对热量，因此，本实验采用牛顿冷却定理克服和消除热量散失对实验的影响，以减小实验系统误差。 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳——生平简介(1818-1889) 焦耳是英国著名物理学家，1818年12月24日生于英国曼彻斯特。他研究 的实验成果有焦耳-楞次定律,焦耳气体自由膨胀实验、焦耳-汤姆孙效应、焦耳热 功当量实验、焦耳热等。焦耳于1840～1850年进行的热功当量实验为热力学第 一定律的科学表述奠定了基础。 1889年10月11日焦耳在塞尔逝世,终年71岁。 为了纪念他对科学发展的贡献,国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。 【实验目的】 1、掌握基本的量热方法——混合法； 2、测定冰的熔化热； 3、学习消除系统与外界热交换影响量热的方法。 【实验仪器和用具】 量热器（BDI-302A 型），数字温度计（SN2202或DM-T ）或水银温度计（0~50℃，0.1℃）、烧杯、电子天平（YJ6601）、冰柜、或恒温数显水浴锅、保温桶、小量筒（10ml,0.5ml ）、电子秒表或机械秒表等。 图
【实验原理】 1、热平衡方程式 在一定压强下，固体发生熔化时的温度称为熔化温度或熔点，单位质量的固态物质在熔点时完全 熔化为同温度的液态物质所需要吸收的热量称为熔 化热，用L 表示, 单位为J Kg 或J g 。 将质量m ，温度为0℃的冰块置入量热器内， 与质量为0m ，温度为0t 的水相混合，设量热器内系 统达到热平衡时温度为1t 。若忽略量热器与外界的 热交换，根据热平衡原理可知，冰块熔化成水并升 温吸热与水和内筒等的降温放热相等。即： 010*******()(-)mL mC t m C m C m C t t +=++ （3-1） 解得冰的熔化热为： 00112201011()(-)-L m C m C m C t t C t m = ++ （3-2） 上式中：m 为冰的质量，0m 为量热器内筒中所取温水的质量，00 4.18()C J g C =?为水的比热，1m ,1C 为量热器内筒及搅拌器的质量和比热（二者同材料）， 22m C 是温度计插入水中部分的热容（对水银温度计22 1.9m C V =，V 数值上等于温度计插入水中体积的毫升数，单位为o J C ; 对数字温度计的22m C 可不计。），0t ,1t 为投冰前、后系统的平衡温度。实验中可测出m , 0m ，1m ，22m C ，0t ,1t 的值，0C ，1C 为已知量，故可以求出L 的值。 2、初温与末温的修正 上述结论是在假定冰熔化过程中，系统与外界没有热交换的条件。实际上，只要有温度差异就必然有热交换的存在。因此必须考虑如何防止或进行修正热散失的影响。 第一，冰块在投入量热器水中之前要吸收热量，这部分热量不容易修正，应尽量缩短投放时间。第二，引起测量误差最大的原因是0t ,1t 这两个温度值，这是由于混合过程中量热器与环境有热交换。若0t 大于环境温度θ，1t 小于θ，则混合过程中，系统对外先是放热，后是吸热，至使温度计读出的初温0t 和混合温度1t 都与无热交换时的初温度和混合温度有差异，因此，必须对0t 和1t 进行修正。修正方法用图解法进行。考察投冰前、冰融化过程和冰全部融化后持续的三个阶段内的水温随时间的变化情况，作出时间~温度曲线（ABCDE ）。 实验时，从投冰前5分钟开始，每30秒测一次水温，直至冰完全熔化后5分钟为止，中间测时、测温不间断。将记录的时间~温度，在二维坐标上先描出点，再将点连成连续的曲线ABCDE ，如图3-6示：图中AB 为投冰前的放热线（近似为直线），BCD 为熔化时的曲线，DE 为熔化后的吸热线（近似为直线），B 、D 两点为为温度计实测的投冰前后的系统初、末温度。 下面讨论对曲线ABCDE 的处理方法，可以采取两种方法。 方法一、在BCD 段找出与室温θ对应的点C ，过C 作一条垂直于时间轴的垂线FG ，分别与AB 、ED 的延长线交于F 、G 。在冰熔化的过程中，当水温高于室温前（BC 段），量热器 一直在放热，故混合前的理论初温值应该低于投冰前的测量温度值（B 点值）；同理，水温低于室温后（CD 段），量热器从环境吸热，故熔化完的理论温度要低于温度计显示的最低温度值（D 点值）。如果图中BCF ，CDG 两部分的面积近似相等（一般需要多次实验改变参数，才可以达到较好的近似），根据牛 电子天平图3-5 图3-6
物理化学实验报告 溶解热的测定 实验时间：2018年4月日 姓名：刘双 班级： 学号： 1.实验目的 （1）了解电热补偿法测量热效应的基本原理。 （2）用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热，通过计算或者作图求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分冲淡热和微分冲淡热。 （3）掌握微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。 2.实验原理 物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热，物质溶解过程包括晶体点阵的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离（对电解质而言）等过程，这些过程热效应的代数和就是溶解过程的热效应，溶解热包括积分（或变浓）溶解热和微分（或定浓）溶解热。把溶剂加到溶液中使之稀释，其热效应称为冲淡热。包括积分（或变浓）冲淡热和微分（或定浓）冲淡热。 溶解热Q：在恒温、恒压下，物质的量为n2的溶质溶于物质的量为n1的溶剂（或溶于某浓度的溶液）中产生的热效应。 积分溶解热Qs：在恒温、恒压下，1mol溶质溶于物质的量为n1的溶剂中产生的热效应。 微分溶解热(ee ee2)e 1 ：在恒温、恒压下，1mol溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中 的热效应。 冲淡热：在恒温、恒压下，物质的量为n1的溶剂加入到某浓度的溶液中产生的热效应。 积分冲淡热Q d:在恒温、恒压下，把原含1mol溶质和n02mol溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n01mol时的热效应，为某两浓度的积分溶解热之差。 微分冲淡热(ee ee1) e2 或(eee ee0 ) e2 ：在恒温、恒压下，1mol溶剂加入到某一确定浓度的无 限量的溶液中产生的热效应。 它们之间的关系可表示为:
dQ=(ee ee1) e2 ee1+( ee ee2 ) e1 ee2 上式在比值e1 e2 恒定下积分，得： e=(ee ee1 ) e2 e1+( ee ee2 ) e1 e2 ee2=ee，令：e1 n2 =e0，则有： ( ?Q ?n1 )=[ ?(n2Q s ?(n2n0) ]=( ?Q s ?n0 ) Q d=(ee)e01?(ee)e02 其中积分溶解热ee可以直接由实验测定，其他三种可以由ee?e0曲线求得。 欲求溶解过程中的各种热效应，应先测量各种浓度下的的积分溶解热。可采用累加的方法，先在纯溶剂中加入溶质，测出热效应，然后再这溶液中再加入溶质，测出热效应，根据先后加入的溶质的总量可计算出n0，而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。本实验测量硝酸钾溶解在水中的溶解热，是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应，故采用电热补偿法测定。先测定体系的初始温度T，当反应进行后温度不断降低时，由电加热法使体系复原到起始温度，根据所耗电能求出热效应Q。 3.仪器和试剂 反应热测量数据采集接口装置： NDRH-1型，温度测量范围0～40℃，温度测量分辨率0.001℃，电压测量范围0～20V，电压测量分辨率0.01V，电流测量范围0～2A，电流测量分辨率0.01A。 精密稳流电源：YP-2B型。 微机、打印机。 量热计（包括杜瓦瓶，搅拌器，加热器，搅拌子）。 称量瓶8只，毛笔，研钵。 硝酸钾（A.R.） 4.实验操作 （1）取8个称量瓶，分别编号。 （2）取KNO3于研钵中，研磨充分。 （3）分别称量约 2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5g 研磨后的硝酸钾，放入 8 个称量瓶中，并精确称量瓶子与药品的总质量。记录下所称量的数据。
测定冰的熔解热 【实验简介】 温度测量和量热技术是热学实验的中最基本问题。本实验主要学习利用量热学的实验方法混合法测量冰的熔化热。量热学是以热力学第一定律为理论基础的，它所研究的范围就是如何计量物质系统随温度变化、相变、化学反应等吸收和放出的热量。量热学的常用实验方法有混合法、稳流法、冷却法、潜热法、电热法等。本实验应用混合发测冰的熔化热，使用的基本仪器为量热器。由于实验过程中量热器不可避免地要参与外界环境的热交换而散失对热量，因此，本实验采用牛顿冷却定理克服和消除热量散失对实验的影响，以减小实验系统误差。 一、实验目的： 1、理解混合法测量冰的熔解热的原理； 2、掌握用混合法测定冰的熔解热的方法； 3、学会修正散热的粗略方法。 二、实验仪器和用具： 量热器、数字温度计、电子天平、冰柜、恒温水浴锅、保温桶、秒表、干擦布。 三、实验原理： 在一定压强下，固体发生熔化时的温度称为熔化温度或熔点，单位质量的固态物质在熔点时完全熔化为同温度的液态物质所需要吸收的热量称为熔解热，用L 表示, 单位为 J Kg 或J g 。 1、熔解热的计算 若将质量为m ，温度为0 0C 的冰块置入量热器内，与质量为0m ，温度为0t 的水相混合，当量热器内系统达到热平衡时温度为1t 。设量热器内筒和搅拌器的材料相同，两者总质量为 1m ，比热容为1C 。若忽略量热器与外界的热交换，根据热平衡原理可知，冰块熔化成水并 升温吸热与水、内筒以及搅拌器的降温放热相等。即： 01001101()()mL mC t m C mC t t +=+- （1） 解得冰的熔解热为： 001101011 ()(-)L m C m C t t C t m = +- （2） 上式中：)/(18.40C g J C o ?=为水的比热容，1m ,1C 为量热器内筒及搅拌器的质量和比热容（二者同材料），0t 、1t 为冰熔化前后系统处在热平衡时的温度。01,C C 为已知量，实验中可测出0101,,,,m m m t t 的值，故可以求出冰的熔解热L 的值。
实验名称测定冰的熔解热 一、前言 物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。 二、实验目的 1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。 2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。 3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。 三、实验原理 本实验用混合量热法测定冰的熔解热。其基本做法如下：把待测系统A和一个已知热容的系统B混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C （C=A+B）.这样A（或B）所放出的热量，全部为B(或A)所吸收。因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q，是可以由其温度的改变△T 和热容C计算出来，即Q = C△T，因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。 实验时，量热器装有热水（约高于室温10℃，占内筒容积1/2），然后放入适量冰块， 冰溶解后混合系统将达到热平衡。此过程中，原实验系统放热，设为Q 放 ，冰吸热溶成水， 继续吸热使系统达到热平衡温度，设吸收的总热量为Q 吸 。 因为是孤立系统，则有Q 放= Q 吸 （1） 设混合前实验系统的温度为T1，其中热水质量为m1（比热容为c1），内筒的质量为m2（比热容为c2），搅拌器的质量为m3（比热容为c3）。冰的质量为M（冰的温度和冰的熔点均认为是0℃，设为T0），数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。设混
实验4-4 测定冰的熔解热 混合法是热学实验中的一种常用方法，其基本原理可用热平衡方程式来描述，即在一个孤立系统中，一部分物体所吸收的热量等于该系统中其它物体所放出的热量。本实验用混合 法测冰的熔解热，关键是必须保证系统为孤立系统？（即系统与外界环境没有热交换）。 【实验目的】 1 ?掌握用混合法测定冰的熔解热的方法。 2.学习散热修正的一种方法。 【实验器材】 量热器、物理天平、温度计、水、冰块、秒表、取冰夹子等。 【实验原理】 一、用混和法测定冰的熔解热 将质量为m。、温度为0°C （以厲表示）的冰放入质量为m、温度为二的温水中（温水盛在量热器的内筒里），通过搅拌待冰全部熔解后，其平衡温度为-1。在此交换过程中， 冰先吸收热量m o （■为冰的熔解热）而熔解为00C的水，再从00C升温到円，又吸收热量为5口0（可-入）,C0为水的比热容。量热器系统（内筒、搅拌器、温度计）与原来的温水放出的热量可表示为（c0m + c1m1+ c2m2+ c0m3）- ）。其中G、m1分别为铝的比热容和内筒的质量，C2、m2分别为铜的比热容和搅拌器的质量，mm3为温度计温度降10C 所放出的热量，它相当于质量为m3的水温度降10C所放出的热量，m3的值由实验室给出 （习惯上m3称为温度计的水当量）。根据平衡原理有 ■ m0 + c°m0 （刊-%）= （C0m + Gg + C2m2+C0m3）（v - n）（4-4-1）即 （c°m 补。2口2 亦3）「「打）「°）… '= （4-4-2 ） m0 1 1 C0、C1、C2 的值分另U 为C0 =4.1 7JB g K C2 =0.385J g A K A（它们随温度的变化可忽略不计）。 可以看出，本实验的关键是必须保持系统为孤立系 统？，即系统与外界环境没有热交换，热传递有三种方 式：①热传导；②热对流；③热辐射。实验中考虑了整 个“热学系统”的吸热与放热，“热 学系统”主要由量热器的内筒、搅拌器、温度计以及水 和冰块组成。量热器结构上有效地防止热传递。 量热器的结构如图4-4-1所示，为防止热传递，内 筒放在外筒内的绝热支架上可防止热传导，外筒 用绝热盖盖住，因此可防止空气与外界对流，而且空气 是热的不良导体，所以内、外筒间因对流传递 的热量可减至很小。内筒的外壁及外筒的内壁都电镀得十c^0.904J g」K」、 絶缘圈搅拌器 盖手 图4-4-1量热器结构示意图
XX大学物理学院实验报告 实验名称：测定冰的熔化热 学生姓名：XXX 学号：XX 实验日期：20XX年XX月XX日 一、数据及处理 3. 投入冰的时刻：t=250s 冰的温度：-13.0℃ 室温：26.1℃ 5. 计算得到冰的熔化热L=3.22x10J/kg 6. T-t图像：
7. 从图中得到的信息： 水的初始温度（承装水时）：39.5℃； 投入冰前水温下降速度：0.1℃/30s； 投入冰时水温：38.7℃； 冰完全融化后的温度：22.1℃； 系统达到稳定状态耗时：约100s； 投入冰时温度比室温高12.6℃，稳定后温度比室温低4℃，其比值为3.15； 二、分析与讨论 1. 误差的主要来源： 误差主要来源于搅拌过程和转移过程之中水的溅出，包括溅出到桌上与溅出到外筒里，这将直接影响冰的测量质量，由于在计算式中，冰的质量位于分母，故放大了绝对误差。因此，在失败（误差过大）一次后，采取连同外筒一起测量质量的方法，防止在取出内筒过程中造成的溅出，同时测量包括溅入外筒的水。 2. 补偿法的意义： 理论公式的适用范围是有限的，在相当多的实验情况下，不可避免的会出现超出适用范围的因素，例如本实验中的对环境吸放热，无法实现完全绝热的实验条件，带来系统的偏差。补偿法可以在一定程度上减小这些不可抗因素的影响，使作用效果相反的两种因素相互抵消以维持实验结果，从而减小实验误差。在其他的实验中，例如迈克尔逊干涉仪中，也存在着大量的补偿法应用。 3. 测量值偏小的原因： （1）取出冰块和将冰块擦干时不可避免的会与外界，特别是加持、擦拭工具间相互传热，甚至与手掌间接传热，造成温度上升，使熔化热计算值偏低； （2）读取系统热平衡温度时，由于外界导热的影响以及温度计示数的延迟使温度读取值偏大，导致熔化热计算值偏低； （3）拟合过程采取直线拟合，与原本的二次拟合存在差异，导致起始温度较推断值更高，使熔化热计算值偏低。 三、收获与感想 （1）投入冰前与最终稳定后，温度的变化较为缓慢，测量数据点可以选择更疏一些。（2）投入冰后到稳定前，温度变化非常剧烈，测量数据点可以选择更密一些。 （3）投入冰与记录时间、温度难以同时进行，故可以根据投入冰前的温度变化线性推出投入冰时刻的系统温度，以获得准确值，在其他热学实验中也可以应用。 （4）在量程允许的情况下，将整个量热器称量质量，而不取出内筒，减少必要的操作步骤，减少水的溅出带来的误差。 （5）初步了解并使用了补偿法，为以后在测电阻、迈克尔逊干涉仪等实验增加经验。
篇一：冰熔化实验报告 冰熔化实验报告 实验目的： 观察冰的熔化的过程，知道晶体的熔化特点，是吸热的过程。实验器材： 温度计，铁架台，石棉网，大烧杯，酒精灯，冰，秒表（或手表）实验步骤： 1、把装有冰块的大烧杯放在铁架台的石棉网上。 2、把温度计用铁架台上的架子固定，且温度计不接触大烧杯的底和壁。 3、把酒精灯放在石棉网下面。 4、点燃酒精灯开始加热大烧杯。 5、每隔半分钟记录一次温度计的读数。并记录下来。 6、根据记录的数据，在下表中做温度--时间图线。实验表格： 1实验结论: 实验延伸: 1.是不是所有物质的熔化都和冰的熔化一样具有相同的情况? 2.水凝固成冰的时的温度--时间图线又是怎样的? 2篇二：冰的熔解热的测定实验报告 实验名称测定冰的熔解热 一、前言 物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。 二、实验目的 1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。 2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。 3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。 三、实验原理 本实验用混合量热法测定冰的熔解热。其基本做法如下：把待测系统 a 和一个已知热容的系统 b 混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统 c（c=a+b）.这样 a （或 b）所放出的热量，全部为 b(或 a)所吸收。因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量 q，是可以由其温度的改变△t 和热容 c 计算出来，即 q = c△t ，因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。 实验时，量热器装有热水（约高于室温10℃，占内筒容积1/2），然后放入适量冰块，冰溶解后混合系统将达到热平衡。此过程中，原实验系统放热，设为 q放，冰吸热溶成水，继续吸热使系统达到热平衡温度，设吸收的总热量为 q吸。 因为是孤立系统，则有q放= q吸（1） 设混合前实验系统的温度为t1，其中热水质量为m1（比热容为c1），内筒的质量为m2（比热容为c2），搅拌器的质量为m3（比热容为c3）。冰的质量为 m（冰的温度和冰的熔点均认为是0℃，设为t0），数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。设混合后系统达到热平衡的温度为t℃（此时应低于室温10℃左右），冰的溶解热由l表示，根据（1）式有 ml+m c1（t- t0）=（m1 c1+ m2 c2+ m3 c3）（t1- t） 因tr=0℃，所以冰的溶解热为： l? (m1c1?m2c2?m3c3)(t1?t) ?tc1
学院：信息工程学院 班级：通信152 学号：6102215051 姓名：潘鑫华 实验时间：第六周星期二下午八九十节
T T' θ J K T 1 T 1' 实验名称 测定冰的熔解热 一、实验目的 1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。 2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。 3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。 二、实验原理 本实验用混合量热法测定冰的熔解热。其基本做法如下：把待测系统 A 和一个已知热容的系统 B 混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统 C （C =A +B ）.这样 A （或 B ）所放出的热量，全部为 B (或 A )所吸收。因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量 Q ，是可以由其温度的改变 △T 和热容 C 计算出来，即 Q = C △T ，因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。 实验时，量热器装有热水（约高于室温10℃，占内筒容积1/2），然后放入适量冰块，冰溶解后混合系统将达到热平衡。此过程中，原实验系统放热，设为 Q 放 ，冰吸热溶成水，继续吸热使系统达到热平衡温度，设吸收的总热量为 Q 吸。 因为是孤立系统，则有Q 放= Q 吸 （1） 设混合前实验系统的温度为T 1，其中热水质量为m2（比热容为c0）。冰的质量为m1（冰的温度和冰的熔点均认为是0℃，设为T 0），数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。设混合后系统达到热平衡的温度为T ℃（此时应低于室温10℃左右），冰的溶解热由L 表示，根据（1）式有 ML +m1c0（T - T 0）=m2c0（T 1- T ） 因T r=0℃，所以冰的溶解热为： L=[m2c0(T1-T2)-T2c0m1]/m1 （2） 综上所述，保持实验系统为孤立系统是混合量热法所要求的基本实验条件。为此整个实验在量热器内进行，但由于实验系统不可能与环境温度始终一致，因此不满足绝热条件，可能会吸收或散失能量。所以当实验过程中系统与外界的热量交换不能忽略
测定冰的熔化热实验报告（一）实验数据及处理 1.第一次实验数据处理 C水=4.18×103J/(Kg·K）C1=C2=0.389×103J/(Kg·K）C冰=1.80×103 J/(Kg·K） m=22.69 g m0=164.16 g T2-T3=15.2℃
2.第二次实验数据处理 C水=4.18×103J/(Kg·K）C1=C2=0.389×103J/(Kg·K）C冰=1.80×103 J/(Kg·K） m=22.97g m0=171.13g T2-T3=13.8℃
（T2-θ):(θ-T3)= 10.1 ：3.7 （二）分析与讨论 1.从实测数据看，如果实验全过程中散热、吸热没有达到补偿，冰的熔化热结果不一定偏离“合理”的数据范围，这说明散热或吸热并不是该系统的主要实验误差来源。那么，本实验的主要误差来源是什么？ 由熔化热的公式看，对计算结果影响最大的量是m，即冰的质量。由于采用间接测量法，因此冰的质量是比较容易产生误差的，比如投冰时溅出水，就会对
算出的冰的质量产生影响，从而产生误差。 2.通过实验去体会粗略修正散热的方法——补偿法在本实验中的应用对学习做实验的意义。 在实验系统不能很好地保证绝热时，用补偿法修正系统误差是一个办法，也是一个好的思路。在这次实验中，我们应该反复摸索，对各物理参量进行合理的选择和调整，使散热和吸热基本达到补偿。 然而，实验结果证实量热器是一个很好的绝热系统，因此，在分析系统误差来源时，应实事求是地、定量地进行分析，不能将误差的来源归结为系统的散热、吸热未能达到补偿。 3.在本实验室提供的条件下，实测熔化热的结果通常小于文献值 L=3.34×105J/Kg，你能分析是什么原因吗？ 本实验未计算温度计插入水中的部分带来的影响。
大学物理实验报告 课程名称：物理设计类实验 实验名称：冰的熔解热的测定 学院：专业班级： 学生：学号： 实验地点：座位号： 实验时间：第八周星期三下午十五时四十五分开始
关。 由此可知，用混合量热法测冰的熔解热时，应尽量让室温处在水的初、终温之间，使系统向外界吸、放的热量基本抵消。在实验过程中，从混合前一段时间到混合后一段时间均记下温度和时间的关系，绘制T-t 曲线，如图(1)中的实线部分。图中T1约为B 点对应的水的初温，T2约为C点对应的系统平衡温度，我们用眼睛估寻一个温度，由它对应的G 点绘制一条EGF 直线平行于T 轴，它与BGC 线组成两个小面积BGE 和CGF。估寻的原则是这两个小面积相等。 图(1)中由T1 降温到θ'过程是系统向环境散热： q 散= ?t t B G k ( T - θ ) d t 温度从θ'降到T2 过程是系统从环境吸热： q 吸= ?t t G c k ( T - θ ) d t q吸和q散正是上述两个小面积，他们相等时便使交换的总热量正好为零。应该指出，由于冰块越溶越小，表面积也变小，交换热量速度变慢，所以T-t 曲线上的BC 段明显地不是直线，其斜率越来越小。 本实验对温度的测量采用精度为1℃的水银温度计和数字万用表测温档。
时间（s）120 135 150 165 180 195 210 温度（摄氏度）12 11.8 11.6 11.4 11.2 11.2 11.2 温度大概稳定后 时间（s）240 300 360 420 480 540 温度（摄氏度）11.2 11.4 11.6 11.8 12 12 由数据可以作图： 得T1=31.8摄氏度，T2=10.6摄氏度。 由公式L=T2×T0(T1?T2)?T1T2T0 T1
混合法测冰的熔化热 一、实验目的： 1、掌握基本的量热方法——混合法； 2、测定冰的熔化热； 3、学习消除系统与外界热交换影响量热的方法。 二、实验仪器和用具： 量热器、数字温度计、烧杯、电子天平、冰柜、恒温水浴锅、保温桶、秒表、毛巾。 三、实验原理： 在一定压强下，固体发生熔化时的温度称为熔化温度或熔点，单位质量的固态物质在熔点时完全熔化为同温度的液态物质所需要吸收的热量称为熔化热，用L 表示, 单位为 J Kg 或J g 。 1、熔化热的计算 若将质量m ，温度为0 0C 的冰块置入量热器内，与质量为0m ，温度为0t 的水相混合，设量热器内系统达到热平衡时温度为1t 。若忽略量热器与外界的热交换，根据热平衡原理可知，冰块熔化成水并升温吸热与水和内筒等的降温放热相等。即： 01001101()()mL mC t m C mC t t +=+- 解得冰的熔化热为： 001101011 ()(-)L m C m C t t C t m = +- 上式中：0 0 4.18()C J g C = 为水的比热，1m ,1C 为量热器内筒及搅拌器的质量和比 热（二者同材料），0t 、1t 为冰熔化前后系统处在热平衡时的温度。实验中可测出 0101,,,,m m m t t 的值，01,C C 为已知量，故可以求出冰的熔化热L 的值。 2、系统始末温度的修正 上述结论是假定在冰熔化过程中，系统与外界没有热交换的条件下。实际上，系统与外界只要有温度差异就必然有热交换存在。因此必须考虑如何防止或进行修正，以减少热交换的影响。 第一，冰块在投入量热器水中之前要吸收热量，这部分热不容易修正，应尽量缩短投放冰块的时间。 第二，引起测量误差最大的原因是01,t t 这两个温度值，这是由于冰熔化过程中量热器与环境有热交换。若0t 大于环境温度θ，1t 小于θ，则混合过程中，系统对外先是放热，后是吸热，至使温度计读出的初温0t 和末温1t 都与理想情况下的初温和末温有差异。因此，必
KNO 3溶解热的测定 一、实验目的 1.用电热补偿法测定KNO 3在不同浓度水溶液中的积分溶解热。 2.用作图法求KNO 3在水中的微分冲淡热、积分冲淡热和微分溶解热。 二、预习要求 1.复习溶解过程热效应的几个基本概念。 2.掌握电热补偿法测定热效应的基本原理。 3.了解如何从实验所得数据求KNO 3的积分溶解热及其它三种热效应。 4.了解影响本实验结果的因素有那些。 三、实验原理 1.在热化学中，关于溶解过程的热效应，引进下列几个基本概念。 溶解热： 在恒温恒压下，n 2摩尔溶质溶于n 1摩尔溶剂(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应，用Q 表示，溶解热可分为积分(或称变浓)溶解热和微分(或称定浓)溶解热。 积分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于n 0摩尔溶剂中产生的热效应，用s Q 表示。 微分溶解热：在恒温恒压下，一摩尔溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中产生的热效应，以1,,2n p t n Q ???? ????表示，简写为1 2n n Q ???? ????。 冲淡热：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加到某浓度的溶液中使之冲淡所产生的热效应。 冲淡热也可分为积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热两种。 积分冲淡热：在恒温恒压下，把原含一摩尔溶质及n 01摩尔溶剂的溶液冲淡到含溶剂为 n 02时的热效应，亦即为某两浓度溶液的积分溶解热之差，以d Q 表示。 微分冲淡热：在恒温恒压下，一摩尔溶剂加入某一确定浓度的无限量的溶液中产生的 热效应，以2,,1n p t n Q ???? ????表示，简写为2 1n n Q ???? ????。 2.积分溶解热(s Q )可由实验直接测定，其它三种热效应则通过s Q —n 0曲线求得。 设纯溶剂和纯溶质的摩尔焓分别为)1(m H 和)2(m H ，当溶质溶解于溶剂变成溶液后，在溶液中溶剂和溶质的偏摩尔焓分别为m H ,1和m H ,2，对于由1n 摩尔溶剂和2n 摩尔溶质组成的体系，在溶解前体系总焓为H 。 )2()1(21m m H n H n H += ( 1 ) 设溶液的焓为H ′， m m H n H n H ,22,11/+= ( 2 )
冰的熔解热的测定 摘要：用混合法测定冰的熔解热是把冰和一个容量已知的系统混合起来达到热平衡，在与外界没有热交换条件下冰吸收的热量等于系统在实验过程中放出的热量，放出的热量可由温度的改变和热容量计算出来，冰的熔解热可根据条件计算出来。 关键词:冰的比熔解热、吸热、放热、散热修正 引言： 将一定质量的冰和一定质量的水混合,当混合后的系统达到一定的温度后,冰全部熔解为同温度的水,根据热力学第一定律,冰熔解所吸收的热量与水降温所放出的热量相等.只要测量出系统与外界的换热量、水的质量、冰的质量等,就可以求出冰的熔解热.文中采用混合法测量冰的熔解热，实验中并未考虑系统环境的散热损失.本实验研究方法中采用测量系统中水的质量变化来测量冰的质量。实验用混合法来测定冰的熔解热，即把待测的系统和一个已知其热容的系统混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统 （）。这样（或）所放出的热量，全部为（或）所吸收。因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量是可以由其温度的改变和热容计算出来的，即 。因此，待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。由此可见，保持系统为孤立系统，是混合量热法所要求的基本实验条件，这要从仪器装置、测量方法及实验操作等各方面去保证。如果实验过程中与外界的热交换不能忽略，就要做散热或吸热修正。温度是热学中的一个基本物理量，量热实验中必须测量温度。一个系统的温度，只有在平衡态时才有意义，因此计温时必须使系统温度达到稳定而均匀。用温度计的指示值代表系统温度，必须使系统与温度计之间达到热平衡。 1.1实验原理： 一定压强下的晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点，质量为1g的某种物质的晶体熔解为相同温度的液体所吸收的热量叫做该晶体的熔解热。本实验采用混合量热测定冰的熔解热，其基本原理是：把待测系统和一个已知其热容的系统混合起来，并使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统。于是，在此孤立系统中已知其热容的系统吸收(或放出的热量也就是待测系统放出(或吸收的热量。已知其热容的系统吸收(或放出的热量可通过其温度的变化及其热容来求得，于是待测系统放出(或吸收的热量也便可求得。为了使实验系统成为一个孤立系统，我们采用了量热器。量热器的种类很多，随测量的目的、要求、测量精度的不同而异。最简单的一种如图2-27所示，它是由热的良导体做成的内筒，放在一较大的外筒中组成。通常在内筒中放水、温度计及搅拌器，这些东西(内筒、温度计、搅拌器及水连同放进的待测物体就构成了我们所考虑的(进行实验的系统，内筒、水、温度计和搅拌器的热容可以测知。量热器的内筒置于一绝热架上，外筒用绝热盖盖住，因此其内的空气与外界对流很小。又因空气是不良导体，所以内、外筒间通过热传导传递的热量便可减至很少。同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都十分光亮，使得它们向外辐射热或吸收辐射热的本领
实验目的： 1、 理解冰的熔解热测量实验的设计原理及实验所必须具备的条件。 2、 掌握用混合量热法测定冰的比熔解热的。 3、 学会用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法。 4、 熟悉数字温度计及水银温度计的使用。 二、实验原理： 单位质量的固体物质在熔点时从固态全部变成液态所需的热量，称为该物质的比熔解热，一般用 L 来表示。 实验时将质量为 m !克0 C 的冰投入盛有 m 2克T 「C 水的量热器内筒中， 设冰全部熔解为水后平衡温度为 T ?C ，设 量热器内筒、搅拌器的质量分别为 m 3、 m 4,其比热容分别为 C 2和水的比热容为 C 。。根据混合量热法的原理， 冰全部熔解为同温度(0C)的水以及其从 0C 升到T ?C 过程中所吸收的热量等于其余部分(水 m !、量热器内筒 m 3、 搅拌器m 4)从温度TJC 降到T 2C 时所放出的热量，有 (m 2c 0 m 3C | m 4q )(￡ -T 2) = m 丄 口兀。。 ---------------------- (1) 冰的熔解热的实验公式为 1 L — 血5 mhG m (4C 2)(T i -T 2)-T z C 。 ---------------------- (2) m 1 式中水的比热容 C 0=4.18 x 103J/kg C 。 本实验“热学系统”依据混合量热法测量冰的熔解热，必须在系统与外界绝热的条件下进行实验。为了满足此 条件，从实验装置、测量方法和实验操作等方面尽量减少系统与外界的热交换。但由于实际上往往很难做到与外界 完全没有热交换，因此，必须研究如何减少热量交换对实验结果的影响，也就是在实验中，要进行散热修正，使系 统的散热与吸热相互抵消。 近似与温度差成正比，其数学式为 式中T 为系统的温度，T 0为环境的温度，k 为散热系数, 由此可知，用混合量热法测冰的熔解热时，应尽量让室温处在水的初、终温之间，使系统向外界吸、放的热量 牛顿冷却定律指出，当系统与环境的温度差不大(不超过 10?15C)时，单位时间内该系统与周围交换的热量 只与系统本身的性质有关。
实验：测定冰得熔解热 实验者：1400012105 郭伟杰 院系：生命科学学院 实验时间：2016/3/2 实验目得： 1、了解热学实验中得基本问题——量热与计温 2、了解粗略修正散热得方法 3、学习进行合理得实验安排与参量选择 实验原理： 晶体物质得熔点就是该物质固液平衡时得温度，单位质量得晶体物质在熔点时从固态全部变为液态所需得热量叫做该晶体得融化热。 本实验采用混合量热法来测定冰得熔化热，即通过某已知质量与比热得物质，计算该物质在与待测熔化热得物质得混合中所传递得热量等于未知物质所吸收得热量，即冰从初始温度T1上升至熔点0℃-在0℃熔化-液体从0℃上升至最终温度T3所吸收得热量等于已知物质水从初始温度T2下降到最终温度T3时所释放得热量，用公式表示为 公式中m为冰得质量，T0为冰得熔点，T1为冰得初始温度，T2为水得初始温度，T3为体系平衡后得最终温度，m0为水得质量，m铜为实验仪器量热筒内筒与搅拌器得总质量，c0为水得比热容，c1为铜质物得比热容，c2为冰得比热容。 实验最理想得体系为孤立体系，即体系与外界之间无能量与物质交换，但实
际中很难做到体系与外界无热量交换，因此要调整实验用水得初温，以达到体系向外界散失得热量与从外界吸收得热量相等。需要用到牛顿冷却定律粗略修正散热： 公式中为系统散热，为时间间隔，K为散热常量，为实验时室温。 结合实验分析，在刚投入冰时，水温高，冰得熔化速率快，故系统表面温度下降快，随着冰得不断熔化，冰块逐渐变小，水温逐渐降低，冰得融化速度变慢，当系统温度低于室温时，系统从环境中吸收热量。体系与环境交换得热量为： 故，只要SA与SB大致相等，则系统与外界得热量交换总量几乎为0。根据 经验公式在时，吸热与放热近乎相等。 仪器用具： 量热器，电子天平（JA21001 分度值0、01g 稳定时间3s），数字温度计（半导体Pn结温度计，铂电阻传感器温度计），毛巾，秒表 实验内容： 1、用天平称量量热器内筒与搅拌器得总质量m铜 2、记录环境室温θ 3、向内筒中注入高于室温10-12℃得热水约2/3体积，称出此时质量m铜 +水，求得m水 4、不断轻轻用搅拌器搅拌内筒中得水，当系统内温度相对稳定时，开始测 量量筒内水温得变化，每20s记录一次，至水温几乎不变。
大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称：冰的熔解热的测量
冰的熔解热的测量 一、 实验项目名称：冰的熔解热的测量 二、 实验目的 1.理解熔解热的物理意义，掌握用混合量热法测定冰的熔解热. 2.学会用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法. 三、 实验原理 单位质量的固体物质在熔点时从固态全部变成液态所需的热量，称为该物质的比熔解热，一般用L 来表示。 实验时将质量为m 1克0℃的冰投入盛有m 2克T 1℃水的量热器内筒中，设冰全部熔解为水后平衡温度为T 2℃，保温杯、搅拌器的质量分别为m 3、 m 4，其比热容分别为C 1、C 2和水的比热容为C 0。根据混合量热法的原理，冰全部熔解为同温度（0℃）的水并从0℃升到T 2℃过程中所吸收的热量等于其余部分（水m 1、保温杯m 3、搅拌器m 4）从温度T 1℃降到T 2℃时所放出的热量，有 (1) 冰的熔解热的实验公式为 (2) 式中水的比热容C 0=4.18×103J/kg ℃。 本实验“热学系统”依据混合量热法测量冰的熔解热，必须在系统与外界绝热的条件下进行实验。为了满足此条件，从实验装置、测量方法和实验操作等方面尽量减少系统与外界的热交换。由于实验系统不可能与环境温度始终一致，因此不满足绝热条件，可能会吸收或散失能量。因此，要适当地选择参数进行散热修正。牛顿冷却定律告诉我们，一个环境的温度T 如果略高于环境温度T 0（两者的温度差不超过10℃），系统就会散失热量，散热速率与温度差成正比，用数学 形式表示为 当时（即直线围成的两 块面积近似相等），系统的散热与吸热相互抵消，就可以将系统很好地近似为一个孤立系统。 203142121120()()m c m c m c T T m L mT C ++-=+20314212201 1 ()()L m c m c m c T T T C m = ++--0()dQ K T T dt =-A B S S ≈
大学物理实验报告课程名称:大学物理实验 实验名称：冰的比熔化热的测量 学院名称：机电工程学院 专业班级：车辆工程151班 学生姓名：吴倩萍 学号：5902415034 实验地点：基础实验大楼D508 实验时间：第二周周三下午15：45开始
一、实验目的： 1．理解熔化热的物理意义，掌握混合量热法测定冰的熔化热。 2.学会一种用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法。 3.熟悉集成温度传感器的特性及定标。 二、实验原理： 1.混合量热法测定冰的比熔化热 比熔化热是指在一定压强下，单位质量物质从固相转变为同温度的液相的过程中所吸收的热量，称为该物质的比熔化热，本书中用L 来表示。在一定的压强下，结晶的固体要升高到一定的温度才熔解，在熔解过程中物质的温度保持不变，这一温度称为熔点。如在大气压下，冰熔解时温度保持为0℃，而且由冰熔化而成的水也保持为0℃，直到冰全部熔化成水为止。 将质量为m 1温度为0℃的冰投入盛有质量为m 2温度为T 1的水的量热器内筒中，设冰全部熔化为水后平衡温度为T 2，设量热器内筒、搅拌器的质量分别为m 3、m 4，其比热容分别为c 1、c 2，水的比热容为c 0。由混合量热法原理可知，冰全部熔化为同温度（0℃）的水以及其从0℃升到T 2过程中所吸收的热量等于其余部分（水m 1、量热器内筒m 3、搅拌器m 4）从温度T 1降到T 2时所放出的热量： (m 2c 0+m 3c 1+m 4c 2)(T 1?T 2)=m 1L +m 1T 2c 0 (16-1) 冰的熔化热的实验公式为： L = 1m 1 (m 2c 0+m 3c 1+m 4c 2)(T 1?T 2)?T 2c 0 (16-2) 式中水的比热容C 0=4.18×103 J/(kg ·℃)，铝制的内筒、搅拌器比热
冰的溶解热实验散热修正探究实验 报告 基础物理实验研究性报告冰的溶解热实验散热修正探究作者学号2014年12月17日目录测定冰的溶解热实验............................................................... ................................................ 1 ——研究性报告............................................................... ................................................ 1 一、摘要............................................................... .................................................................... 1 二、实验原理............................................................... (1) 1、基本原理...............................................................
热修正............................................................... ...................................................... 3 三、实验仪器............................................................... (5) 四、主要步骤............................................................... (6) 五、数据记录与处理............................................................... ................................................ 7 1、实验数据............................................................... ...................................................... 7 2、数据处理............................................................... ...................................................... 8 六、误差及散热修正讨论............................................................... ...................................... 10 1、误差分