水的汽化热的测量
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水的汽化热的测量
一、实验目的
用电热法测定水在沸腾时的汽化热。
二、仪器和用具
1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台；2、水的汽化热实验装置；3、加热电阻；4、电子天平；5、玻璃容器(附绝热盖和绝热垫)；6、支架；7、真空保温杯；8、连接线。
实验装置的安装如图1所示，透明玻璃容器镶嵌在绝热垫中央并固定在透明真空保温杯内，透明真空保温杯放置在调试好的电子天平上，加热电阻置于透明玻璃容器的底部，加热电阻的手柄固定在支架的适当位置，在容器中加入适量的水,用一个绝热盖盖住透明玻璃容器，绝热盖中央的小孔正好让加热电阻的引线从其中央通过。在加热电阻上加上电压,水沸腾后,蒸汽从小孔中冒出来。汽化的水的质量可从电子天平的读数窗口方便的读出。
图1
三、实验原理
物质由液态向气态转化的过程称为汽化。在物质的自由表面上进行的汽化称为蒸发。如果水内部的饱和汽泡膨胀，以致上升到液面后破裂，这样的汽化过程称为沸腾。
在水中总有一些运动速率大（即动能大）的分子飞离表面而成为气体分子，随着这些高速分子的逸出，水的温度将要下降，若要保持温度不变，随着要外界不断地供给热量。固定螺钉 手柄
支架 小孔
加热电缆线
电子天平 真空保温杯 水 加热器 玻璃容器 绝热垫 绝热盖 1kg的水汽化时所吸收的热量就是该物质的汽化热。汽化热与汽化时的温度有关，温度升高时汽化热减小。因为随着温度的升高，液相与气相之间的差别将逐渐减小。
如图1所示，在容器中加入了适量的水,加热电阻丝加上直流工作电压,水沸腾后,蒸汽从出汽口冒出来。测出加热电阻丝上两端的电流I和电压U，以及通电时间t和t时间内汽化的水的质量M，则:
hMLUIt
式中：L为水蒸气的比汽化热：h为水的汽化热实验装置总的散失的热量。
假定在相同的时间间隔t 里，水的汽化热实验装置散失的热量h相等，则可得到下列等式：
hLMtIU111
hLMtIU222
由两等式得：
212211)(MMtIUIUL （1）
式中， I1、U1及I2、U2为相同条件下，两次不同电流和电压的实验数据。利用式（1）可求得水在沸点时的汽化热。
水的汽化热公认值L=539 col·g-1
四、实验内容
1． 打开电子天平的电源开关，对电子天平进行校准后按图1所示安装好实验装置，并在容器中加入适量的水（70g左右）。
2． 如图2所示连接好电路，经检查无误后打开电源开关，调节恒压输出旋钮至最大值，观察容器中的水的变化情况，直至容器中的水完全沸腾，蒸汽从出汽口冒出来。
3． 调节恒压输出旋钮使加热电阻两端的电压为18V左右, 待水沸腾10分钟以上，使实验装置的散热达到稳定状态。
4． 反复按YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台上“功能”键至计时表精度为0.1S，再按“启动” 键开始计时，同时记录电子天平读数m1和电流表I1、电压表U1读数,
保持电流、电压不变，每隔2分钟时, 记录电子天平读数m2，连续记录16分钟，用逐差法求出10分钟内汽化的水的质量M1。 固定螺钉
手柄
支架 小孔
电子天平 真空保温杯 水 加热器 玻璃容器 绝热垫 绝热盖
图2
5． 用注射器往容器中增加适量的水使电子天平读数跟第4步前基本相同，待水再沸腾数分钟后调节恒压输出旋钮使加热电阻两端的电压为15V左右，过5分钟左右重复第4步的实验内容。
6． 根据（1）式计算汽化热L。
五、注意事项
1. 要保持实验环境的稳定性，不要形成空气对流。
2. 注意安全，小心高温烫伤。
3. 向容器内加入水时,不要把水弄到电子天平和实验装置上。
4. 切勿将加热电阻裸露在空气中加热。
