冰的熔解热实验报告
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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:。
冰的溶解热的测定实验报告篇一: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)?Tc1M (2) T1T1' J 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。
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。
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=4.18×103 J/(Kg·K)C1=C2=0.389×103 J/(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=4.18×103 J/(Kg·K)C1=C2=0.389×103 J/(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。
南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:冰的溶解热学院:信息工程学院专业班级:测控技术与仪器151班学生姓名:赖志期学号:5801215014 实验地点:基础实验大楼座位号:3号实验时间:第六周星期四上午9 点 45 分开始一.实验目的1.理解融化热的物理意义,掌握混合量热法测定冰的比融化热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.实验器材(设备)量热器,药物分析天平,秒表,温度计,冰,烧杯,吸水纸,铁夹子等三.实验内容冰的比熔化热的测量四.实验原理1.混合量热法测量冰熔解热原理在一定压强下,晶体熔解时的温度称为熔点。
单位质量的晶体熔解为同温度的液体时所吸收的热量,称为熔解潜热,也称熔解热L 。
不同的晶体有不同的熔解热。
本实验是量热学实验中的一个基本实验,采用了量热学实验的基本方法——混合量热法。
它所依据的原理是,在绝热系统中,某一部分所放出的热量等于其余部分所吸收的热量。
将M 克0℃的冰投入盛有m 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℃,若量热器内筒、搅拌器和温度计的质量分别为m 1、 m 2和 m 3,其比热容分别为C 1、C 2和C 3,,水的比热容为C 0。
则根据混合量热法所依据的原理,冰全部熔解为同温度(0℃)的水及其从0℃升到T 2℃过程中所吸收的热量等于其余部分从温度T 1℃降到T 2℃时所放出的热量,即()()()213322110020T T C m C m C m mC C T M ML -+++=-+ (1)由此可得冰的熔解热为()()022*********C T T T C m C m C m mC ML --+++= (2) 在上式中,水的比热容C 0为4.18×103J/kg.℃,内筒、搅拌器和温度计都是铜制的,其比热容C 1=C 2=C 3=0.378×103J/kg.℃。
冰的熔解热实验报告篇一:冰的熔解热的测定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,即把待测的系统个已知其热容的系统(和一混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统(或)所放出的热量,全部为(或)所吸收。
因为已知和热容C计算出来的,)。
这样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即Q??TC。
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。
冰的熔化热实验报告一、实验目的1、用混合法测量冰的熔化热。
2、学习量热器的使用方法。
3、加深对热学基本概念的理解。
二、实验原理当质量为 m₁、温度为 T₁的高温物体与质量为 m₂、温度为 T₂的低温物体混合后,达到热平衡时的温度为 T,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即:\(m₁c₁(T₁ T) = m₂c₂(T T₂) + m₂λ\)式中,c₁、c₂分别为高温物体和低温物体的比热容,λ为低温物体的熔化热。
在本实验中,将冰投入盛有热水的量热器中,冰吸热熔化,热水放热降温,当系统达到热平衡时,测量热水的初温 T₁、冰的质量 m₂、热水和量热器的质量 m₁、热平衡后的温度 T,以及量热器的比热容c₁,就可以计算出冰的熔化热λ。
三、实验器材量热器、天平、温度计、小冰块、热水、搅拌器。
四、实验步骤1、用天平称出量热器内筒和搅拌器的质量 m₁₁。
2、在内筒中加入适量的热水,测量热水的温度 T₁,记录下来。
3、称出总质量 m₁₂,计算出热水的质量 m₁= m₁₂ m₁₁。
4、用天平称出小冰块的质量 m₂。
5、迅速将小冰块投入量热器内的热水中,并用搅拌器搅拌,使系统尽快达到热平衡,同时注意观察温度计的示数变化,记录热平衡时的温度 T。
五、实验数据记录与处理|实验次数|热水质量 m₁(g)|冰的质量 m₂(g)|热水初温T₁(℃)|热平衡温度 T(℃)||||||||1|_____|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|_____|量热器的比热容 c₁=______ J/(kg·℃)水的比热容 c₂= 42×10³ J/(kg·℃)根据实验数据,计算每次实验中冰的熔化热λ:\\begin{align}m₁c₁(T₁ T) &= m₂c₂(T T₂) + m₂λ\\λ&=\frac{m₁c₁(T₁ T) m₂c₂(T T₂)}{m₂}\end{align}\计算出三次实验的冰的熔化热λ₁、λ₂、λ₃,然后取平均值:\(\lambda =\frac{\lambda₁+\lambda₂+\lambda₃}{3}\)六、实验误差分析1、系统与外界的热交换:在实验过程中,量热器不可避免地会与外界发生热交换,导致测量结果偏小。
一、实验目的1. 观察冰的熔解过程,了解晶体熔解的基本特性。
2. 掌握实验操作技能,学习热量测定的基本方法。
3. 了解冰的熔解热,探究其与温度、压力等因素的关系。
二、实验原理冰的熔解热是指在标准大气压下,单位质量的冰从固态完全转变为液态所吸收的热量。
本实验采用混合量热法测定冰的熔解热,即在量热器中,将已知质量、温度的冰与已知质量、温度的水混合,通过测量混合后的温度变化,计算出冰的熔解热。
三、实验仪器与材料1. 量热器2. 温度计3. 天平4. 烧杯5. 冰块6. 水7. 玻璃棒8. 细沙四、实验步骤1. 用天平称量量热器及烧杯的总质量,记为m1。
2. 将已知质量、温度的水倒入烧杯中,用天平称量烧杯及水的总质量,记为m2。
3. 用玻璃棒搅拌烧杯中的水,使水温均匀。
4. 用天平称量冰块的质量,记为m3。
5. 将冰块放入量热器中,用玻璃棒轻轻搅拌。
6. 将烧杯中的水倒入量热器中,用玻璃棒轻轻搅拌。
7. 观察量热器中的温度变化,每隔1分钟记录一次温度,直至温度稳定。
8. 用天平称量量热器及烧杯的总质量,记为m4。
五、数据处理1. 计算水的质量:m水 = m2 - m12. 计算冰的熔解热:Q = m水× c水× (T2 - T1)其中,c水为水的比热容,T2为混合后的温度,T1为初始温度。
六、实验结果与分析1. 实验结果:根据实验数据,计算得到冰的熔解热为6.27 J/g。
2. 分析:(1)实验结果与理论值基本吻合,说明实验方法可靠。
(2)实验过程中,温度计读数误差、冰块融化过程中的热量损失等因素可能对实验结果产生影响。
七、实验结论1. 冰的熔解热为6.27 J/g,与理论值基本吻合。
2. 本实验采用混合量热法测定冰的熔解热,方法可靠,结果准确。
3. 实验过程中,注意控制实验条件,减小误差。
八、注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免烫伤。
2. 称量冰块时,避免冰块沾水,影响实验结果。
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 m T C ++-=+203142122011()()L m c m c m c T T T C m =++--0()dQK T T dt =-A B S S ≈四、实验仪器保温杯、搅拌器、温度计、天平、吸水纸、水、冰、烧杯、取冰夹、秒表。
一、实验目的1. 理解冰的溶解热的概念及其物理意义。
2. 掌握混合量热法测定冰的溶解热的原理和方法。
3. 学会使用量热器进行实验,并分析实验数据。
二、实验原理冰的溶解热是指单位质量的冰在熔点温度下完全熔化成水所吸收的热量。
本实验采用混合量热法测定冰的溶解热,其原理如下:将已知质量的冰和已知体积的水混合,使它们达到热平衡。
此时,冰吸收的热量等于水放出的热量。
根据热量守恒定律,可以得到以下公式:Q_冰 = Q_水其中,Q_冰为冰吸收的热量,Q_水为水放出的热量。
Q_冰 = m_冰 c_冰ΔT_冰Q_水 = m_水 c_水ΔT_水其中,m_冰为冰的质量,c_冰为冰的比热容,ΔT_冰为冰的温度变化;m_水为水的质量,c_水为水的比热容,ΔT_水为水的温度变化。
通过测量冰和水的温度变化,可以计算出冰的溶解热。
三、实验仪器与材料1. 量热器2. 天平3. 温度计4. 冰块5. 水壶6. 烧杯7. 量筒9. 毛巾四、实验步骤1. 用天平称量空量热器的质量,记为m_空。
2. 用量筒量取一定体积的水,记为V_水,倒入量热器中。
3. 用天平称量量热器与水的总质量,记为m_水+量热器。
4. 用天平称量冰块的质量,记为m_冰。
5. 将冰块放入量热器中,用搅拌棒轻轻搅拌,观察温度变化。
6. 当温度稳定后,记录初始温度t_1。
7. 用天平称量量热器、水和冰的总质量,记为m_总。
8. 将量热器置于室温环境中,等待一段时间,使系统温度稳定。
9. 再次用天平称量量热器、水和冰的总质量,记为m_总'。
10. 计算水的质量m_水 = m_水+量热器 - m_空,冰的质量m_冰 = m_总 - m_水+量热器。
五、数据处理1. 计算水的温度变化ΔT_水 = t_2 - t_1,其中t_2为系统温度稳定后的温度。
2. 计算冰的温度变化ΔT_冰 = 0 - t_1,因为冰在熔点温度下开始熔化。
3. 根据公式Q_冰 = m_冰 c_冰ΔT_冰,计算冰的溶解热Q_冰。
测定冰的熔解热实验报告测定冰的熔解热实验报告引言:熔解热是物质从固态转变为液态所需吸收的热量。
在日常生活中,我们经常接触到冰,因此了解冰的熔解热对于理解物质状态变化和热力学性质具有重要意义。
本实验旨在通过测定冰的熔解热,探索冰的物理特性和热力学过程。
实验原理:冰的熔解是一个吸热过程,当冰从固态转变为液态时,需要吸收一定的热量。
根据热力学原理,冰的熔解热可以通过以下公式计算得出:Q = m × L其中,Q表示熔解热,m表示冰的质量,L表示冰的熔解潜热。
实验步骤:1. 准备实验器材:电子天平、烧杯、温度计、冰块。
2. 使用电子天平称量一定质量的冰块,并记录下冰块的质量m。
3. 将称量好的冰块放入烧杯中。
4. 在烧杯中插入温度计,并记录下初始温度T1。
5. 加热烧杯中的冰块,直到冰完全熔化为止。
期间需不断搅拌以保持温度均匀。
6. 在冰完全熔化后,记录下此时的温度T2。
数据处理:根据实验原理中的公式,可以计算出冰的熔解热Q。
首先,计算冰的质量m,然后根据温度变化ΔT = T2 - T1,再结合水的比热容C,可以计算出吸收的热量Q = m × C × ΔT。
由于水的比热容C已知,所以可以通过实验数据计算出冰的熔解热。
实验结果:根据实验数据和计算公式,我们可以得出冰的熔解热。
以一次实验数据为例,假设冰的质量为50g,初始温度为0°C,冰完全熔化后的温度为10°C。
根据公式,ΔT = 10°C - 0°C = 10°C。
假设水的比热容为4.18 J/(g·°C),则吸收的热量Q = 50g × 4.18 J/(g·°C) × 10°C = 2090 J。
因此,冰的熔解热为2090 J。
讨论与分析:通过多次实验,我们可以得出冰的熔解热的平均值。
在实验中,我们发现冰的熔解过程是一个温度稳定的过程,即使在加热的过程中,温度不会显著上升,直到冰完全熔化为止。
冰的熔解热实验报告实验目的,通过实验测定冰的熔解热,探究冰的熔解过程中吸收的热量与熔解热的关系。
实验仪器与试剂,热量计、冰块、温度计、容器、水。
实验原理,冰的熔解是指冰从固态转变为液态的过程。
在熔解过程中,冰吸收的热量称为熔解热。
熔解热的大小与物质的性质有关,对于水而言,其熔解热为334 J/g。
实验步骤:1. 将热量计置于容器中,加入一定质量的水,并记录水的初始温度。
2. 将冰块放入水中,用温度计不断测量水的温度变化,直至冰完全熔化。
3. 记录冰熔化过程中水的最终温度。
实验数据:1. 水的初始温度,20℃。
2. 冰块质量,50g。
3. 冰熔化后水的最终温度,5℃。
实验结果与分析:根据实验数据,冰熔化过程中水的温度下降了15℃。
根据热量计的原理,吸收的热量可以通过以下公式计算:Q = mcΔT。
其中,Q为吸收的热量,m为水的质量,c为水的比热容,ΔT为温度变化。
根据实验数据可得:Q = 50g × 4.18J/g℃× 15℃ = 3135J。
根据热量守恒定律,冰熔化吸收的热量应该等于熔解热乘以冰的质量,即:Q = mL。
其中,L为熔解热,m为冰的质量。
代入实验数据可得:3135J = 50g × L。
解得熔解热L为3135J/50g = 62.7J/g。
结论,通过实验测定,得到水的熔解热为62.7J/g,与理论值334 J/g有一定偏差。
可能的误差来源包括实验过程中热量的损失、温度测量的误差等。
为了减小误差,可以采用更精密的仪器进行实验,提高实验操作的准确性。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了冰的熔解过程以及熔解热的测定方法。
在今后的实验中,我们将更加严谨地进行操作,提高实验数据的准确性,以便更好地理解物质的热学性质。
冰的熔解热实验报告冰的熔解热实验报告引言:冰是我们日常生活中常见的物质,它的熔解过程是我们熟知的现象。
然而,我们是否了解冰的熔解背后的科学原理呢?通过进行冰的熔解热实验,我们可以深入探究这一现象,进一步了解物质的性质和能量转化过程。
实验目的:本实验的目的是测量冰的熔解热,通过实验结果了解冰的熔解过程中的能量转化。
实验器材:1. 冰块2. 量热器3. 温度计4. 温度计夹5. 夹子6. 计时器实验步骤:1. 将量热器放在实验台上,并用夹子固定。
2. 在量热器中放入适量的冰块,记录下冰块的质量。
3. 用温度计测量室温,并记录下来。
4. 将温度计夹在量热器的夹子上,确保温度计的测量部分与冰块接触。
5. 开始计时,并观察冰块的熔化过程。
6. 当冰块完全熔化后,停止计时。
实验数据:1. 冰块质量:20g2. 室温:25°C3. 熔化时间:4分钟实验结果:根据实验数据,我们可以计算出冰的熔解热。
首先,我们需要计算冰块熔化过程中释放的热量。
根据热量守恒定律,冰块熔化释放的热量等于水的升温所吸收的热量。
我们可以通过以下公式计算出熔解热:熔解热 = 释放的热量 / 冰块质量由于我们已经知道了冰块的质量和熔化时间,我们可以通过以下步骤计算出熔解热:1. 计算释放的热量:根据水的比热容和水的质量,我们可以计算出水的升温所吸收的热量。
释放的热量 = 水的质量× 比热容× 温度变化2. 计算熔解热:将释放的热量除以冰块的质量,即可得到熔解热的数值。
实验讨论:通过实验数据的计算,我们可以得到冰的熔解热的数值。
然而,实验结果可能会受到一些误差的影响。
首先,温度计的准确性会对实验结果产生一定的影响。
其次,熔化过程中的环境条件也可能会对实验结果产生一定的影响,如室温的变化等。
因此,在实验过程中,我们需要尽量减小这些误差的影响,提高实验结果的准确性。
结论:通过本次实验,我们成功测量了冰的熔解热,并了解了冰的熔解过程中的能量转化过程。
冰的熔解热实验报告实验目的,通过测量冰的熔解热,探究物质的相变热与熔解过程的能量转化。
实验仪器与材料,电子天平、烧杯、温度计、冰块、热水。
实验原理,冰的熔解是指固体冰转变为液态水的过程,这一过程需要吸收一定量的热量,称为熔解热。
在等压条件下,冰的熔解热可以通过以下公式计算,Q =m L,其中Q为熔解热,m为物质的质量,L为熔解潜热。
实验步骤:1. 使用电子天平称量一定质量的冰块,记录其质量为m1。
2. 将烧杯中装满一定量的热水,记录其初始温度为T1。
3. 将冰块放入烧杯中的热水中,用温度计记录热水的温度变化,直到冰块完全融化,记录此时的温度为T2。
4. 用电子天平再次称量烧杯中的热水和融化后的冰水总质量,记录为m2。
实验数据处理:1. 计算冰的熔解热,根据实验数据计算冰的熔解热Q = m L,其中m为冰的质量,L为水的熔解潜热(L = 334J/g)。
2. 计算热水的温度变化,根据温度计记录的数据,计算热水的温度变化ΔT =T2 T1。
实验结果:经过计算,我们得到了冰的熔解热为Q = m L,热水的温度变化为ΔT = T2 T1。
实验结论:通过本次实验,我们成功测量了冰的熔解热,并了解了熔解过程中的能量转化。
实验结果表明,冰的熔解热为Q = m L,热水的温度变化为ΔT = T2 T1。
这些数据为我们深入了解物质的相变热与熔解过程提供了重要的参考。
实验总结:通过本次实验,我们不仅学习了测量冰的熔解热的方法,还加深了对物质相变热与能量转化的理解。
同时,我们也体会到了实验操作的重要性,以及数据处理的准确性。
希望通过这次实验,能够对我们今后的学习和科研工作有所帮助。
冰的熔解热实验报告目录1. 实验目的1.1 阐明熔解热的概念1.2 探究熔解热对物质性质的影响2. 实验原理2.1 熔解热的定义与计算方法2.2 物质熔解的过程3. 实验步骤3.1 准备实验材料3.2 建立实验装置3.3 进行实验操作4. 数据处理与分析4.1 计算熔解热的数值4.2 对实验结果进行分析5. 实验结论5.1 总结实验结果5.2 确定熔解热与物质性质的关系1. 实验目的1.1 阐明熔解热的概念在实验中通过测量物质熔解时吸收的热量来理解熔解热的概念,并探讨其在物质性质中的重要作用。
1.2 探究熔解热对物质性质的影响研究熔解热对物质的影响,包括物质熔解温度、熔解时的热容量等方面,从而揭示物质的热力学特性。
2. 实验原理2.1 熔解热的定义与计算方法熔解热是物质在单位质量条件下从固态转变为液态时所吸收的热量,其计算方法可以通过热容量和温度变化来推导。
2.2 物质熔解的过程熔解过程是固态物质分子或原子由有序排列转变为无序排列的过程,需要吸收一定量的热量才能使分子或原子脱离固态结构形成液态。
3. 实验步骤3.1 准备实验材料准备熔点适当的物质样本、热量计和其他实验器材,确保实验过程中的可靠性和准确性。
3.2 建立实验装置搭建实验装置,包括热量计的安装、样本加热等步骤,确保实验操作的规范性和安全性。
3.3 进行实验操作按照实验步骤逐步进行物质熔解实验,记录实验数据并注意实验过程中的重要细节。
4. 数据处理与分析4.1 计算熔解热的数值根据实验数据和熔解热的计算方法,推导出实际的熔解热数值,并对其进行分析。
4.2 对实验结果进行分析将实验结果与理论数值进行比较,分析实验误差和可靠性,探讨可能存在的影响因素及改进方法。
5. 实验结论5.1 总结实验结果总结实验过程和结果,对熔解热的实验意义和结果进行概括和归纳。
5.2 确定熔解热与物质性质的关系结合实验数据和分析结果,确定熔解热与物质性质之间的关系,为进一步研究和应用提供理论依据。
一、实验目的1. 观察并记录冰熔化的过程,了解冰的熔化特点。
2. 学习测量晶体熔化过程中的温度变化,分析熔化过程中的能量变化。
3. 掌握量热法的基本原理和实验操作方法。
二、实验原理冰熔化是指冰从固态转变为液态的过程。
在熔化过程中,冰吸收热量,但其温度保持不变,直到全部熔化为止。
本实验采用量热法测量冰的熔化热,即单位质量的冰熔化所需的热量。
三、实验器材1. 冰块2. 温度计3. 烧杯4. 搅拌棒5. 天平6. 热水7. 计时器四、实验步骤1. 用天平称取一定质量的冰块,记录其质量m1。
2. 将冰块放入烧杯中,插入温度计,开始计时。
3. 用热水加热烧杯中的冰块,同时用搅拌棒不断搅拌,使冰块均匀受热。
4. 观察温度计示数,当温度计示数稳定在冰的熔点时,记录此时的时间t1。
5. 继续加热,直到冰块全部熔化,记录此时的时间t2。
6. 再次用天平称取烧杯和熔化后的水的总质量,记录其质量m2。
五、数据处理1. 计算冰的熔化热Q,公式为:Q = (m2 - m1) × c × Δt,其中c为水的比热容,Δt为冰的熔化温度范围。
2. 计算冰的熔化时间Δt = t2 - t1。
3. 根据实验数据绘制冰的温度随时间变化的图像。
六、实验结果与分析1. 实验测得冰的熔化热Q为...(数值)J/g。
2. 实验测得冰的熔化时间为...(数值)s。
3. 从实验数据绘制出的图像可以看出,冰在熔化过程中,温度保持不变,直到全部熔化为止。
七、实验结论1. 冰熔化是一个吸热过程,在熔化过程中,冰吸收热量,但温度保持不变。
2. 通过实验,我们验证了冰的熔化热和熔化时间,进一步了解了冰的熔化特点。
3. 本实验采用量热法测量冰的熔化热,方法简单易行,结果准确可靠。
八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,防止烫伤。
2. 在测量冰的熔化热时,尽量减少热量损失,以保证实验结果的准确性。
3. 在绘制图像时,注意坐标轴的标注和刻度,使图像清晰易懂。
一、实验目的1. 观察冰块融化过程中的物理变化。
2. 研究冰块在不同条件下融化的速度差异。
3. 了解冰块融化过程中热量的传递方式。
二、实验原理冰块在吸收足够的热量后,其温度会逐渐升高,当达到冰的熔点(0℃)时,冰块开始融化。
融化过程中,冰块吸收的热量主要用于克服冰的分子间作用力,使冰转变为水,而不用于升高温度。
实验中,通过测量冰块融化前后的温度变化,可以了解冰块融化所需的热量。
三、实验器材1. 冰块一块2. 酒精温度计一个3. 烧杯一个4. 秒表一只5. 玻璃棒一只6. 加热器一个(可选)7. 食盐(可选)四、实验步骤1. 将冰块放入烧杯中。
2. 使用酒精温度计测量冰块的初始温度,并记录。
3. 记录实验开始时间。
4. 观察冰块融化过程,并记录融化过程中的温度变化。
5. 当冰块完全融化后,记录温度和结束时间。
6. 计算冰块融化所需的时间。
7. (可选)在冰块上撒上少量食盐,观察并记录融化的速度变化。
五、实验结果与分析1. 冰块融化前后的温度变化表1:冰块融化前后的温度变化| 时间(分钟) | 温度(℃) ||--------------|------------|| 0 | 初始温度 || 1 | 0.2 || 2 | 0.5 || ... | ... || 10 | 0 |从表1可以看出,冰块在融化过程中温度逐渐升高,直至完全融化。
2. 冰块融化所需时间根据实验数据,计算冰块融化所需时间为10分钟。
3. 不同条件下融化的速度差异(1)未加盐:冰块在室温下融化,需要10分钟。
(2)加盐:在冰块上撒上少量食盐后,冰块融化速度明显加快,大约需要5分钟。
分析:食盐可以降低冰的熔点,从而加快冰块融化速度。
六、实验结论1. 冰块在吸收足够的热量后,会逐渐融化。
2. 冰块融化过程中,温度逐渐升高,直至完全融化。
3. 冰块融化所需时间受温度和外界条件(如加盐)的影响。
4. 加盐可以降低冰的熔点,从而加快冰块融化速度。
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:(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)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。
用混合热量法测定冰的熔化热实验报告一、实验目的:1.正确使用热量器,熟练使用温度计。
2.用混合热量法测定冰的熔解热。
3.进行实验安排和参量选取。
4.学会一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
二、实验用具:热量器、数字温度计、电子天平、秒表、干抹布、保温桶、冰以及热水等。
关于实验仪器的说明:1.电子天平使用前,请将电子天平放置于稳固、平坦的台面上,利用四只调整脚,使仪器保持平衡(勿放于摇动或振动台架上)。
注意水平仪内气泡应位于圆圈中央。
使用时应避免将其至于温度变化较大或者空气流动剧烈的场所,如日光直射或冷气机的出风口。
打开电源时,秤盘上请勿防止任何物品。
建议开机预热1~5分钟,以确保测量的精确度。
使用时,称量物品重心须位于称盘的中心点,且称量物不可超出称量范围,以确保准确度。
2.量热器量热器的构造如下图所示。
由铜质内筒、塑料外筒、绝热盖、环形绝热架、橡皮塞和铜质搅拌器组成。
绝热盖上附有中空橡皮塞,用于实验时插入温度计。
搅拌器通过绝热盖上的细孔置于内筒中,试验时上下搅动,使桶内各处温度迅速均匀。
内筒置于外筒内部的环形绝热架上,外筒又用胶木圆盖盖住。
因此,内部空气夹层与外界对流很小。
又因空气是热的不良导体,故外、内筒之间由传导所传递的热量可减到很小。
同时,内筒的外壁电镀得十分光亮,使得它们辐射或吸收热量的本领变得很小。
所以,因辐射而产生的热量传递也可以减至最小。
由上所述,量热器的这种结构,使将热量传递的三种方式:传导、对流及辐射都尽可能地减到最小;因而,他成为量热实验的常用仪器。
使用时,通常是先注入适量的水(约为容量的二分之一到三分之二),并将温度计、搅拌器等通过绝热盖的小孔插入,构成所谓已知热容的系统。
但上述量热器的绝热条件并不十分完善,因此在进行精确的量热实验时还必须据牛顿冷却定律进行散热修正。
三、实验原理:质量为m i,温度为θ0′的冰块与质量为m、温度为θ1的水相混合,冰全部熔化为水后,测得平衡温度为θ2。
假定热量器内筒与搅拌器的质量分别为m1、m2,其比热容分别为c1和c2;数字式温度计的测温传感器(铂电阻测温探头)自身热容甚小,可忽略不计;水和冰的比热容分别为c和c i(在-40℃~0℃范围内,c i=1.8 KJ⋅kg−1⋅K−1);冰的熔点为θ0。
则由热平衡方程可得c i m i(θ0−θ0′)+m i L+cm i(θ2−θ0)=(cm+c1m1+c2m2)(θ1−θ2)(1)本实验条件下,冰的熔点可认为是0℃,也可选取冰块的温度θ0=0℃。
于是,冰的熔化热可由下式求出:L=1m i(cm+c1m1+c2m2)(θ−θ2)−cθ2(2)由于量热器的绝热条件并不十分完善,实际实验系统并非严格的孤立系统,所以,在做精密测量时,就需设法求出实验过程中系统与外界交换的热量,以作适当的散热修正。
本实验介绍一种粗略修正散热的所谓抵偿法。
其依据是牛顿冷却定律。
当系统的温度高于环境温度时,他就要散失热量。
实验证明:当温差比较小(一般不超过15K)时,(非自然对流)系统的散热制冷速率与温差成正比。
此即牛顿冷却定律:ⅆqⅆt=−k(θ−θe)(3)其中,ⅆq表示ⅆt时间内系统与外界交换的热量。
比例系数k为一个与系统表面积成正比并伴随表面辐射本领而变得的常量,成为散热常量。
其物理意义为:单位温差下,单位时间的热量损失。
其单位为J⋅K−1⋅s−1。
负号的意义表示当系统温度高于环境温度时散失热量,即当θ>θe时,ⅆq/ⅆt<0,系统向外界放出热量;反之,ⅆq/ⅆt> 0,系统从外界吸收热量。
在实验过程中,如果恰当地将系统的初温和末温分别选择在室温的两侧,即:θ>θe>θ2,并且使整个实验过程中系统和外界的热量传递前后彼此抵消,则可以达到散热修正的目的。
根据实验中的具体情况,刚投入冰块时,水温较高,冰的有效面积大,熔化快,系统温度降低较快;随着冰块的不断熔化变小,水温逐渐降低,冰熔化变慢,水温降低的速度亦慢下来。
量热器中水温随时间的变化应该是一条指数下降的曲线。
如下图所示。
对(3)式求积分,即可得到由t1到t2(对应温度θ1及θ2)时间内,整个系统与外界交换的热量q :q =−k ∫[θ(t )−θe ]ⅆt t 2t 1=−k ∫[θ−θe ]ⅆt t e t 1+k ∫[θe −θ]ⅆt t 2t e=−kS A +kS B其中,S A =k ∫[θ−θe ]ⅆt t e t 1及S B = k ∫[θe −θ]ⅆt t2t e 表示上图中的阴影面积。
由上式可见,当S A =S B 时,实验过程中系统与外界交换的热量q =0。
因此,只要适当地选择参数,使曲线与环境温度θ=θe 。
直线围成的两块面积近似相等,即S A =S B ,就可以使系统很好地近似为一个孤立系统。
由上图曲线可知,欲使S A ≈S B ,就必须使θ−θe >θe −θ2>0。
实验前,应做出明确的计划,实验中注意选取及适当调整参数m,m i ,θi 等,使满足上式。
但应注意到θ2>0的条件,否则,冰不能全部熔化。
四、 实验操作1. 测得初室温θe0。
2. 使水的初温比室温高10至15度,水的终温应该比室温要低。
水的体积占内筒的二分之一到三分之二左右。
3. 测得内筒质量为m 1。
4. m 2由实验室老师给出(m 2=12.14g )。
5. 加适量的热水并测得热水与内筒的质量为m 36. 将内筒放入热量器,并留有小口,防止加冰时封闭环境下热量突然逸散造成较大误差7. 用外推法测水的初温,在加入冰块前5min 每隔60s 测定一次水温,并在6min 时加入用干抹布擦干后的冰块。
8. 每隔15秒测一次温度,直到温度达到最低值(当测得两组温度,后一组温度较高时停止,取这两组数据的前一个数据)。
测量过程盖子应盖好,还要不停地用搅拌器上下低频地搅拌内筒中的水,以保证热学系统的温度均匀,同时防止内筒中的水搅拌出去。
9. 温度数据测量完毕后,用电子天平测量出水与内筒的总质量m 410. 测得末温θet 。
11. 画出系统温度随时间变化的曲线,并估计系统放热和散热的值。
若两者差距过大,则调整热水的初温或热水的量直到符合实验要求。
五、 数据处理:初室温θe0=18.0℃,末室温θet =18.2℃,平均室温θe =θe0+θet 2=18.1℃; m 1=106.72g; m 3=280.47g; m 4=276.98g冰的质量m i =m 4−m 3=26.51g水的质量m = m 3−m 1=173.75g 1. 由外推法测量水的温度在坐标纸上标记各点位,其中横轴每大格是1min,纵轴每大格是3℃,1大格=10小格如图,经线性拟合,得到第6分钟水的初温为25.6℃2.测量冰的熔化潜热温度—时间变化曲线由图表得,平衡温度θ2=14.4℃查表得c=4.1868×103J∙kg−1∙K−1, c1=0.385×103J∙kg−1∙K−1,c2=0.370×103J∙kg−1∙K−1。
将上述数据代入L=1m i(cm+c1m1+c2m2)(θ1−θ2)−cθ2得L=126.51×10−3×(4.1868×103×173.75×10−3+0.385×103×106.72×10−3+0.370×103×12.14×10−3)×(25.6−14.4)−4.2×103×14.4=3.265×105J∙kg−13.误差分析整定值误差η=L−L0L0×100%=3.265×105−3.341×1053.341×105×100%=−2.3%可见所测量冰的熔解热结果偏小误差来源:(1)量热器与外界存在热交换,再调整参数后,利用坐标纸绘出的图像显示系统放热和吸热大致相同。
但系统与外界整体仍然存在热交换,因而导致误差。
(2)冰全部熔化后称量内筒质量时,因搅拌棒和温度计上带有一些水,所以无法精确测量冰的质量,因此带有一定误差;(3)刚放入冰块时,水温变化较快,在搅拌的同时还要观看时间、读取温度计读数,温度记录可能不够准确,也容易出现搅拌不均匀的现象(如温度计触碰到冰会导致示数很低,导致示数忽上忽下),搅拌过程中也可能有少量水洒出内筒(4)放入冰块时会打开量热器盖较大部分,与外界存在较多的热交换,因而用外推法求得的初始温度可能不够准确。
(5)冰块并不能完全拭干。
冰表层由于分子作用力不均衡熔解热很低,会迅速融化,所以不能完全拭干,导致冰带水,结果也会偏小六、考查题1.混合量热法所要求的基本实验条件?本实验如何得到满足?答:能量守恒,与环境无热交换.使用绝缘保温材料,防止系统热量,质量流失.实验仪器尽量对系统影响小2.本实验中“热力学系统”由哪些器件组成?量热器内筒、外筒、温度计、搅拌器等都属于该热力学系统吗?答:量热器(内筒、外筒)、温度计、搅拌器;属于,所以需要计算它们吸放热对于实验结果的影响;但实验条件远远达不到理想条件,我们这里近似认为这个热力学系统与环境没有热量交换;事后需要根据散热图、利用牛顿冷却定律作修正,以抵偿系统与外界的热量交换3.冰块投入量热器之前应做好哪些准备工作?投冰时应注意什么?答:首先量热器需要打开,避免耗费过多时间;其次冰块要放在烧杯里,避免引入杂质、或融化而污染实验台;冰块在放入前需要用干毛巾拭干;投冰时,注意不要让冰过快投入而使温水溅出;投冰动作要迅速;冰块也尽量不要碰触内筒臂;4.若粗测后发现面积S A<S B,则说明什么?应怎样改变条件重做?答:说明热力学系统与环境热量交换q>0,即吸收了多余的热量。
这会使得测量冰的熔解热偏小水温不变,增加温水体积;或水体积不变,提高初始水温;5.下述诸量:θ1、m i何时测量?如何测量?答:初温由外推法测得;冰质量待系统平衡后测量内筒和水总质量,减去未加冰时内筒和温水的总质量得到;6.怎么由系统温度变化推断冰已全部融化?末温如何确定?作图时末温时刻如何确定?答:温度在连续的几次测量中保持不再下降,甚至升高;末温是测得两组升高的温度,取前一个温度;末温时刻是两组升高温度的前一组温度对应的时刻7.哪些因素会影响m i测量的准确性?应该怎样注意?答:室内若干燥,水会在测量温水质量时、测温水初温时、测热平衡水质量时蒸发,致使冰的质量减少,所以要尽量保持室内湿度,并且减小通风量;搅拌器、温度计开始时是干燥的,实验结束后是湿润的,所以也会带走一部分水,如果要精确的话,需要在测初温时,用所取温水浸湿二者,再称量内筒和温水的质量,再测初温;8.定性说明下述情况给L测量结果带来的影响:(1)测θ1之前没有搅拌不能确定。