测定冰的溶解热
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由图线可知
已知冰得溶解热得求解公式为,式中水得比热容
,铝制得内筒、搅拌器比热容,实验测得数据冰得质量,水得质量,保温杯加搅拌器加温度计得总质量,代入数据得
所以,实验测得冰得溶解热为
六、实验注意事项:
1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得水,以保证热学系统得温度均匀、
2同时防止内筒中得水搅出内筒外与桌面上,以保持内筒中水得质量不减少。
3冰得质量m应在测出末温T2后再称量。
六、误差分析
1实验数据读取有误、
2冰得质量选取不太合适,造成增加实验得难度
3求取过程中有误差
七、思考题
1水得初温、终温与室温大致有什么关系?
答:使水得初温比室温高约10-15℃,水得终温应比室温低。
要求初温、终温各自与室温得绝对值大致相等。
2如何获得0℃得冰?取出冰块后,就是应先测出冰块质量,在将其投入量热器?还就是先投入量热器进行其它测量,最后再测冰块质量?
答:可以将制得冰块在外界环境中让其稍稍融化,将其置于冰水化合物中过一段时间在取用,在投入量热器之前用吸水纸揩干其表面得水。
冰块得质量应在将其投入量热器进行完其它测量后测得此时量热器总质量然后用其减去先前测得得加水后得质量得到。
八、附上原始数据:。
一、实验目的1. 了解冰的溶解热的概念及其在物质相变过程中的重要性;2. 掌握混合量热法测定冰的溶解热的基本原理和操作步骤;3. 通过实验,提高对实验数据分析和处理的能力。
二、实验原理冰的溶解热是指在标准大气压下,单位质量的冰在熔点时变成同温度的水所吸收的热量。
本实验采用混合量热法测定冰的溶解热,该方法基于能量守恒定律,即系统吸收的热量等于系统放出的热量。
实验原理公式如下:Q吸 = Q放其中,Q吸为冰熔化过程中吸收的热量,Q放为系统向外界散失的热量。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:量热器、天平、温度计、停表、冰块、热水、擦布等;2. 试剂:纯净水。
四、实验步骤1. 准备实验器材,检查量热器、天平、温度计等仪器是否正常;2. 使用天平称量空量热器的质量,记为m0;3. 向量热器内筒中加入一定量的水,称量水的质量,记为m1;4. 使用温度计测量水的初温,记为T1;5. 将冰块置于0℃环境中,待冰块完全融化后,用干布擦干其表面水分;6. 将冰块投入量热器水中,同时轻轻搅拌;7. 每隔半分钟观测一次水温,记录水的温度和相应的时间t;8. 当冰全部融化后,水的温度即将平衡,继续测量4-5分钟;9. 称量内筒及水的总质量,确定出冰的质量M;10. 根据公式计算冰的溶解热:Q = m c ΔT其中,Q为冰的溶解热,m为冰的质量,c为水的比热容,ΔT为水的温度变化。
五、实验结果与分析1. 根据实验数据,计算冰的溶解热;2. 分析实验误差,如测量误差、操作误差等;3. 与理论值进行比较,评估实验结果的准确性。
六、实验结论通过本次实验,我们成功测定了冰的溶解热。
实验结果表明,混合量热法是一种有效测定冰溶解热的方法。
在实际应用中,冰的溶解热在食品保鲜、制冷等领域具有重要意义。
七、注意事项1. 实验过程中,注意保持量热器内筒的清洁,避免杂质影响实验结果;2. 称量冰块时,避免冰块表面水分过多,影响实验结果的准确性;3. 实验过程中,注意观察水温变化,及时记录数据;4. 实验结束后,对实验器材进行清洗和保养。
基础物理实验研究性报告测量冰的溶解热、电热法测量焦耳热功当量第一作者:张令学号:14051051院系:航空科学与工程学院第二作者:杨旭波学号:14141085院系:可靠性与系统工程学院第三作者:彭广涛学号:14051046院系:航空科学与工程学院冰的溶解热一、摘要以往该实验记温方式是:投完冰后立即一手搅拌一手拿笔记录万用表示数,每15秒记录一次,由于溶解速度快,记录间隔小本可以减小实验误差,但是却给操作带来了极大困难,迅速记数就无法均匀搅拌,而且人为读数迟缓或者提前一秒这些正常现象都会给实验结果带来很大误差。
本文提出了一种新的记温方式进行实验,将手机置于万用表上方,通过摄像记录万用表数值变化全过程,操作者负责搅拌即可,可有效提高记温精度和记温难度。
二、实验目的1.熟悉热学实验中的基本问题——量热和记温;2.研究电热法中做功和传热的关系;3.学习两种进行散热修正的方法——牛顿冷却定律法和一元线性回归法;4.了解热学实验中合理安排实验和选择参量的重要性;5.熟悉热学实验中基本仪器的使用。
三、实验原理1.一般概念一定压强下晶体物质溶解时的温度,也就是该物质的固态和液态可以平衡共存的温度,称为晶体物质在该压强下的熔点。
单位质量的晶体物质在熔点时从固态全部变为液体时所需的热量,叫做该晶体物质的溶解潜热,也就是溶解热。
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 s计算出来,即Q = C s△T,因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
2.装置简介量热器如下图所示:内筒置于以绝热架上,外筒用绝热盖盖住,因此空气与外界对流很小,又因空气是不良导体,所以内、外筒间靠传导方式传递的热量同样可以减至很小,同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都电镀的十分光亮,使得它们发射或者吸收辐射热的本领变得很小,于是实验系统和环境之间因辐射而产生的热量传递也得以减小,这样的量热器就可以使实验系统粗略的接近一个孤立系统了。
单位时间内该系统与周围交换的热量
t
t
为散热系数,只与系统本身的性质有关。
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
对数据进行处理,可得T-t 曲线
由图线可知C T 291= C T 0.52= 已知冰的溶解热的求解公式为()()022********
1
c T T T c m c m c m m L --++=
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C kg J c c •⨯==/109002.0321,实验测
得数据冰的质量g m 695225911=-=,水的质量g m 1983245222=-=,保温杯加搅拌器加温度
计的总质量g m m 32443=+,代入数据得()
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kg J L •⨯=⨯⨯-
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1
5333
所以,实验测得冰的溶解热为()C kg J •⨯/1006.25
八、附上原始数据:
(注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。
可复制、编制,期待你的好评与关注!)。
单位时间内该系统与周围接换的热量q
t
(q
k T t
=-为集热系数,只与系统自己的本量有闭由此可知,用混同量热法测冰的熔解热时,应尽管让室温处正在火的初、终温之间,使系统背中界吸、搁的热从混同前一段时间到混同后一段时间均记下温度战时间的闭系,
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由图线可知C T 291=C T 0.52= 已知冰的溶解热的供解公式为()()022********
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c T T T c m c m c m m L --++=
,式中火的比热容 ()
C kg J C •⨯=/1018.430,铝制的内筒、搅拌器比热容()C kg J c c •⨯==/109002.0321,真验测得数据冰的品量g m 695225911=-=,火的品量g m 1983245222=-=,保温杯加搅拌器加温度计的总品量g m m 32443=+,
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5333 所以,真验测得冰的溶解热为(
)
C kg J
•⨯/1006.25
六、真验注意事项:
1丈量历程盖子应盖佳,还要连接天用搅拌器沉沉天搅拌内筒中的火,以包管热教系统的温度匀称. 2共时预防内筒中的火搅出内筒中战桌里上,以脆持内筒中火的品量不缩小. 3冰的品量m 应正在测出终温T2后再称量.
八、附上本初数据:。
冰的溶解热实验报告冰的溶解热实验报告引言:冰是我们日常生活中常见的物质之一,它在室温下呈固态,但在适当的条件下可以迅速溶解成水。
本次实验旨在探究冰的溶解过程中释放的热量,即冰的溶解热。
实验目的:1. 测量冰的溶解热;2. 探究冰的溶解过程中热量的变化。
实验器材和试剂:1. 量热器2. 冰块3. 温度计4. 恒温水浴实验步骤:1. 将恒温水浴的温度调至25℃,并将量热器放入水浴中以使其温度与水浴相同。
2. 在量热器中加入一定质量的冰块,并记录下冰块的质量。
3. 使用温度计测量水浴的温度,并记录下初始温度。
4. 将量热器中的冰块搅拌均匀,观察冰块的溶解过程,并记录下完全溶解所需的时间。
5. 当冰块完全溶解后,再次使用温度计测量水浴的温度,并记录下最终温度。
实验结果:1. 冰块的质量:X克2. 恒温水浴的初始温度:25℃3. 恒温水浴的最终温度:27℃4. 冰块完全溶解所需时间:Y分钟实验数据处理:根据实验结果,我们可以计算出冰的溶解热。
首先,我们需要计算水浴中的热量变化。
根据热容量公式Q = mcΔT,其中Q表示热量变化,m表示物质的质量,c表示物质的比热容,ΔT表示温度变化。
在本实验中,水浴的质量可以忽略不计,因此热量变化可以简化为Q = mcΔT。
根据实验数据,我们可以得到水浴的温度变化ΔT = 最终温度 - 初始温度= 27℃ - 25℃ = 2℃。
接下来,我们需要确定水的比热容c。
根据文献数据,水的比热容约为4.18 J/g℃。
将数据代入公式中,我们可以计算出水浴中的热量变化Q。
接下来,我们需要计算冰的溶解热。
根据热量守恒定律,冰的溶解热等于水浴中的热量变化。
因此,冰的溶解热Q = mcΔT。
将水浴中的热量变化Q代入公式中,我们可以计算出冰的溶解热。
讨论与结论:根据实验数据处理的结果,我们可以得到冰的溶解热为Z J/g。
这个结果与已知的冰的溶解热(333.55 J/g)相比较接近,说明实验结果较为准确。
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。
2、初温与末温的修正
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,也就是说实验系统为一个孤立系统。
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,这部分热量不容易修正,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,必须对0t 和1t 进行修正。
修正方法用图解法进行。
实验中,不间断测出三个过程(投冰前、冰熔化、冰全部熔化后温度回升)系统的温度。
将记录的温度(t )—时间(T ),在二维坐标纸上根据测量数据先描出点,再依据点画出光滑的曲线ABCDE ,如右图示:图中AB 为投冰前系统的放热线(近似为直线),BCD 为冰熔化时的曲线,DE 为冰完全熔化后系统温度回升时的吸热线(也近似为直线)。
B 、D 两点为温度计实测的冰熔化前后的系统初、末温度。
考虑到冰在熔化过程中系统将和外界发生热交换,下面讨论如何对系统的初、末温度进行修正。
先将A 到B 的一系列点作直线并进行延长,再将D 到E 的一系列点作直线并进行反向延长,最后在B 到D 过程中选择一恰当的点C 作一竖线,此竖线与AB 延长线的交点定为F ,与DE 反向延长线的交点定为G ,所选取的C 点要满足使BCF 与CDG 两部分面积相等。
然后取F 点和G 点对应的温度值作为修正后系统的初温0t 和末温1t 。
通过曲线ABCDE 我们作出冰的假想熔化曲线ABFGDE ,在假想熔化曲线中冰熔化的过程是FG ,此过程所用时间极短,因此这一过程中系统与外界间的热交换可以忽略。
那么为什么我们可以用假想的熔化曲线来代替真实的熔化过程呢?其中有一个因素是这样的,那就是在整个熔化过程中,真实的熔化曲线和假想的熔化曲线之间有一个共同的特点:在B 到D 的整个过程中两条曲线所表示的系统和外界所发生的热量交换数值是一样的。
下面对此作一下解释。
A
B
F
G
D
E
1t
0t
θ
C
M
B ' D '
C '
可以设想在系统的温度一定时系统对外放出的热量 (Q ∆)正比时间(T ∆)和系统温度(t )高出室温(θ)的数值,即
()Q t T θ∆∝-∆
所以可以表示为()Q k t T k S θ∆=-∆=∆
现在我们研究一下B D →过程:在真实的熔化曲线中,设M 为室温与其交点。
B M →过程系统对外释放的热量是:
()()BM BMB B M
B M
Q k t dT k t dT kS θθ'→→=-=-=⎰
⎰
(S 为面积) (3)
同理M D →过程系统从外吸收的热量是MD MDD Q kS '= 所以整个过程中系统对外放热为''MDD BMB BD kS kS Q -=
而在理想的熔化曲线中,系统对外放出的总热量为''''G D D C F C BB BD kS kS Q -=。
要使两曲线表示的系统放出的热量相等,则要求BMB MDD BB C F C GDD kS kS kS kS ''''''-=-,即
BB M MDD BB M BCF CGD MCC C CDD BB C F C GDD S S S S S S S S S ''
''''''''
-=+---=- 四、实验内容要求及步骤 1、0C 0
冰的制备
将从冰柜中取出的冰块放置于盛有适量水的保温桶中,使桶内称为冰水混合物。
2、实验测量过程
①、用天平称量热器内筒和搅拌器的总质量1m ,并确认其材料性质,1100m g >为铜制,否则为铝制的,若为铜制取)/(39.01C g J C o
∙=,若为铝制取)/(90.01C g J C o
∙=;测室温θ。
②、在内筒中注入高于室温恰当温度的水,约为内筒容积3/5,称量其总质量10m m +,求出所取水的质量0m ,安装好仪器装置,并放置三分钟左右。
③、研究投冰前、冰熔化过程和冰完全熔化后系统温度回升三个阶段水温。
不停地用搅拌器缓慢搅拌内筒中的水,当系统内温度相对稳定时,开始测量。
在读出第一个温度值的那一刻作为秒表的计时零点(即秒表从此开始计时,以后不要暂停或清零,直至测温全部结束),以后每30秒记录一次水温。
在秒表显示5分钟后,将保温桶打开,取出冰块并用干擦布擦干其表面的水,然后敏捷地放到量热器内筒中(不要让水溅出来),当秒表显示5分30秒时继续测温,以后同样每
t θ
30秒记录一次水温,直至水的温度上升5min 为止。
特别注意,在整个测温过程中:①不停缓慢的搅拌,使整体温度均匀;②测温过程记录的数据要等间隔连续。
④、取出量热器的内筒,称量10m +m m +总质量,求出冰的质量,将仪器擦干水,整理复原。
⑤、根据上述记录的数据,在二维直角坐标纸上作出类似于原理图的时间~温度曲线,由图读出F 、G 点对应的温度值分别为0t 和1t 的值。
⑥、求出冰的熔解热L 及其相对误差0
100%
L L L E L -=⨯(与标准值0334/L J g =相比)。
五、数据记录与处理 ①、测质量:
1m = g , 10m +m = g , 10m +m m += g ,
0101()m m m m =+-= g ,
()()1010m m m m m m =++-+= g ,
由表中数据作图修正可得:0t = ℃, 1t = ℃。
计算,L L E (写出详细的计算过程:写出公式,代入数据,写出计算结果及单位)
001101011
()(-)L m C m C t t C t m
=
+-= g J / 0
100%L L L E L -=⨯= %
六、思考题
(1)如何实现投冰前使冰处于0o C?
(2)为什么在实验过程中不能打开盖子去看冰有没有熔解完,然后再盖上。
(3)若量热器内筒和搅拌器的材料不同,则(1)式应如何修正?。