苯甲酸的雷诺温度校正曲线

食品热值的测定一、实验目的：1、用氧弹热量计测量面粉和鸡蛋的燃烧热并比较其热值。

2、明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。

3、了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹热量计的实验技术。

4、学会雷诺图解法校正温度改变值。

二、实验原理1.燃烧热1mol 物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。

在恒压条件下测定的燃烧热称为恒压燃烧热Qp(= ∆H )；在恒容条件下测定的燃烧热称为恒容燃烧热Qv(= ∆U )。

∆H=∆U+∆(pV)，若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则有下列关系式：Q P=Q V+∆nRT，其中∆n为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差。

2. 测量氧弹量热计是一种环境恒温式的量热计，其基本原理是能量守恒定律。

样品完全燃烧所释放的能量使得氧弹本身及其周围的介质（本实验中为水）以及和量热计有关附件的温度升高。

测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。

mQv+lQ点火丝=k△T，其中k=C计+C水m水，∆T为样品燃烧前后水温的变化值。

量热计和周围环境之间的热交换是无法完全避免的，它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。

3. 雷诺温度校正图三、仪器和试剂（1）仪器氧弹量热计1台，压片机1台，万用表1只，贝克曼温度计1支，容量瓶（1000ml）1只，氧气钢瓶及减压阀1只（2）试剂与材料面粉，鸡蛋一只，点火丝四、实验步骤1.量热计水当量的测定(1)样品制作：称重和压片(2)装置氧弹及充气(3)燃烧和测量温度：2.面粉的燃烧热测定1.量热计水当量的测定(1). 样品制作：称重和压片量取大约15厘米长的燃烧丝，将其中段绕成螺旋，精确称其质量，将铁丝穿在钢模的底板内，然后将钢模底板装进模子中，从上面倒入约0.6-0.8克面粉，慢慢旋紧压片机的螺杆，直到样品压成片状为止。

抽去模底的托板，再继续向下压，使模底和样品一起脱落。

将压好的样品表面的碎屑除去，在燃烧杯中用分析天平准确称量后即可供燃烧热测定用。

一、实验名称：燃烧热的测定二、实验目的1、明确燃烧焓的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

2、通过测定萘的燃烧热，掌握有关热化学实验的一般知识和技术。

3、掌握氧弹量热计的原理、构造及使用方法。

4、了解、掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。

5、学会雷诺图解法校正温度改变值。

三、实验原理在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q v), 其值等于这个过程的内能变化(ΔU)Q v = – MC VΔT/m在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p),其值等于这个过程的热焓变化(ΔH)Q p= Q + ΔnRT在略去体系与环境的热交换的前提下，体系的热平衡关系为Q v = – M[(WC水+ C体系)ΔT – Q a L a– Q b L b]/m令 k = WC水+ C体系，则Q v = –M( kΔT – Q a L a– Q b L b)/M其中：M为燃烧物质的摩尔质量；m为燃烧物质的质量；Qv 为物质的定容燃烧热；ΔT为燃烧反应前后体系的真实差；W为水的质量；C为水的比热容；C体系为量热计的水氧弹,水桶,贝克曼温度计,搅拌器的热容；Q a、Q b分别为燃烧丝,棉线容；L a,L b分别为燃烧丝,棉线的长度。

在已知苯甲酸燃烧热值的情况下，我们通过实验可测出k的大小，用同样的方法我们就可以测出萘的燃烧热值Q v。

仪器热容的求法是用已知燃烧焓的物质(如本实验用苯甲酸)，放在量热计中燃烧，测其始、末温度，经雷诺校正后，按上式即可求出C。

雷诺校正：消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。

方法：将燃烧前后历次观察的温度对时间作图，联成FHDG线如图4-1或者图4-2。

图中H相当于开始燃烧之点，D点为观察到最高温度读数点，将H所对应的温度T1，D所对应的温度T2，计算其平均温度，过Ｔ点作横坐标的平行线，交FHDG线于一点，过该点作横坐标的垂线a,然后将FH线和GD线外延交a线于A、C两点,A点与C点所表示的温度差即为欲求温度的升高∆T。

燃烧热的测定【四﹑实验原始数据和实验现象记录】苯甲酸燃烧丝重g；棉线重g；苯甲酸+棉线+燃烧丝总重g；剩余燃烧丝重g；环境温度（外筒水温）℃。

燃烧丝重g；棉线重g；十六醇+棉线+燃烧丝总重g；【五﹑实际实验过程】1. 水当量的测定：(1)仪器预热将量热计及其全部附件清理干净，将仪器通电预热。

(2)样品压片粗称1g左右的苯甲酸，压成片状；取约15cm长的燃烧丝和棉线各一根，分别准确称重；用棉线把燃烧丝绑在苯甲酸片上，准确称重。

(3)氧弹充氧将燃烧丝两端分别绕在弹头的两根电极上；氧弹中加入10mL 蒸馏水（本实验不加水），拧紧。

充氧时，开始先充约0.5 MPa氧气，然后放掉以赶出空气，再充入1MPa氧气。

(4) 调节水温用容量瓶准确量取已被调好的低于外桶水温0.5-1.0℃的蒸馏水3000ml，装入量热计内筒；装好搅拌器，将点火装置的电极与氧弹的电极相连；将已调好的贝克曼温度计插入桶内，盖好盖子，开始搅拌。

(5)测定水当量打开搅拌器，待温度稳定后开始记录数据，开始30s记录一次，记录10次。

开启“点火”按钮，当温度明显升高时，说明点火成功，同时在点火后记10-20个数据，待温度再次稳定后(缓慢下降时）记录10个数据。

(6) 停止搅拌，取氧弹，放出余气，打开氧弹盖，若氧弹中无灰烬，表示燃烧完全，将剩余燃烧丝称重；倒掉氧弹和量热计桶中的水，并擦干。

2. 测量十六醇的燃烧热称取0.8g～0.9g萘，重复上述步骤测定之。

【六﹑实验结果】（本部分页面不够请加附页。

）1. 雷诺曲线求得ΔT：图4-1苯甲酸的雷诺校正曲线 图4-2十六醇的雷诺校正曲线{雷诺曲线的求法具体步骤如下：将样品燃烧前后历次观察的水温对时间作图，联成FHIDG 折线(图4-3)，图中H 相当于点火点，D 为观察到的最高温度读数点，作HD 的1/2（或相当于室温）之平行线JI 交折线于I ，过I 点作ab 垂线，然后将FH 线和GD 线外延交ab 线A 、C 两点，A 点与C 点所表示的温度差即为欲求温度的升高ΔT 。

燃烧热的测定Ⅰ 实验目的1、掌握燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系；2、熟悉热量计中主要部分的原理和作用，掌握氧弹热量计的实验技术；3、用氧弹热量计测定苯甲酸和萘的燃烧热；4、学会雷诺图解法校正温度改变值。

Ⅱ 实验原理 1、燃烧与量热根据热化学的定义，1mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。

燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。

量热法是热力学的一种基本实验方法。

在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热Q V 和恒压燃烧热Q p 。

由热力学第一定律可知，Q V 等于体积内能变化∆U ；Q p 等于其焓变∆H 。

若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：Q p = Q V + ∆nRT 2、氧弹热量计氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。

样品完全燃烧后释放的能量使得氧弹本身及其周围的介质和热量计有关附件的温度升高 ，则测量介质在燃烧前后体系温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。

其关系式如下：T C C W qb Q Mw J V ∆+=--)(水水样Ⅲ 仪器 试剂氧弹量热计 1套 万用表 1个 数字式精密温差测量仪 1台 案秤 1台 氧气钢瓶 1只 秒表 1个 氧气减压阀 1只 分析天平 1台 压片机 1台 引燃专用镍铬丝 塑料桶 1个 苯甲酸 剪刀 1把 萘Ⅳ 实验装置图Ⅴ实验步骤1、测定热量计的水当量1.1样品制作用分析天平称取大约1.15g左右的苯甲酸，在压片机上压成圆片。

用镊子将样品在干净的称量纸上轻击，除去表面松散粉末后再用分析天平称量，精确0.0001g。

1.2装样并充氧气打开氧弹盖，将氧弹内部擦干净。

测量金属小杯质量后，小心将样品片放置在金属小杯中部。

称取一定长度的引燃镍铬丝，在直径约2mm的万用电表笔上，将引燃镍铬丝的中段绕成螺旋形8圈。

将螺旋部分紧贴在样片的表面。

旋紧氧弹，将导气口与氧气钢瓶上的减压阀相连接。

燃烧热的测定测定方法：用已知燃烧热的物质（苯甲酸）标定出。

测水当量：）（－始终苯甲酸K J T T Q W /=)/(mol J wM T T W Q v ）－（＝’始‘终，样品⋅测样品燃烧热：1、仪器热容(水当量)的测定将粗称好的(约0.8g)已知燃烧热的样品(苯甲酸)在压片机上压成片状(防止充氧时将样充散，注意不要压的太紧)，用称量好的燃丝和棉线将样品片绑好，经准确秤量后装入氧弹(氧弹内事先放入约1mL水)，并充入10atm氧气。

将氧弹放入内筒中。

目的：1、吸收反应生成的NO气体；22、便于清洗氧弹。

将比外筒水温低约1℃的2500ml自来水装入内筒(内筒事先需擦干)中，打开内外筒搅拌器。

在外筒装入普通温度计和温差测量仪，将温差测量仪的温度值设定为0，稳定后分别读数并记录。

将温差测量仪移入内筒中，其读数应比外筒读数低0.3～1.0度，否则须更换内筒水。

待温度稳定后(约需2～5分钟)，开始绘制内筒T～t曲线，5分钟后开始点火，待温度升至最高点后，再测量5分钟即可停止测量。

仪器热容（水当量）的计算：仪器热容：量热计每升高1K 所需的热量。

TQ Q Q Q T Q W v v v ∆=∆=生成热硝酸棉线燃丝苯甲酸＋＋＋,,,RTn U H g )(∆+∆=∆苯甲酸苯甲酸)()()(11,--⋅⋅∆mol g M g m mol J U Q v 苯甲酸苯甲酸＝燃烧后燃烧前燃丝燃丝燃丝－＝W W W g W g J U Q v =∆∆⋅⋅∆-,)()(1,棉线棉线棉线＝W g J U Q v )(1,-⋅∆内筒温差变化的校正(雷诺曲线)：内筒温度的不准确是由于内筒(体系)和外筒(环境)间存在热漏产生的。

产生热漏的原因是内、外筒间存在辐射和对流而使所测温度产生误差，可通过在外筒上加盖和将内筒壁抛光减小该误差，但不能消除，因此须对内筒始终温进行校正。

AA’：从开始燃烧到温度上升至环境温度这一段时内，由环境辐射进来和搅拌引进的能量而造成体间Δt1系温度的升高必须扣除。

物化实验思考题答案全集考试前很有用燃烧热的测定预习思考题答案1.苯甲酸物质在本实验中起到什么作用？答：热量交换很难测量，温度或温度变化却很容易测量。

本实验中采用标准物质标定法，根据能量守恒原理，标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收，使得测量体系的温度变化，标定出氧弹卡计的热容。

再进行奈的燃烧热测量和计算。

2.测量体系与环境之间有没有热量的交换？（即测量体系是否是绝热体系？）如果有热量交换的话，能否定量准确地测量出所交换的热量？答：测量体系与环境之间有热量的交换，因为理想的绝热条件是不可能达到的。

同时影响热量的交换量大小的因素也比较多，①与体系、环境的材质有关；②与体系、环境的接触界面积大小有关；③与体系、环境的温差有关，所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。

如果有净的热量交换的话，将会增大实验的测量误差。

3.在本实验的装置中哪部分是测量体系？测量体系的温度和温度变化能否被测定？为什么？答：由于不能直接对燃烧反应体系进行温度或温度差测量，因此就需要将燃烧反应体系（氧弹）放入到一种可以进行温度或温度差测量的介质中去，构成比燃烧反应体系大的测量体系。

在本实验的装置中，盛水桶、3000ml水（刚好可以淹没氧弹）和氧弹三部分组成了测量体系，温度计可以插入到水中并与水紧密接触，不需要承受高压和高温，这样可以根据测量体系的温度变化去推断燃烧反应进行所放出的热量。

4.固体样品为什么要压成片状?答：因为粉末状的样品在充氧时会到处飞扬，这样会使实验失败。

5.在量热学测定中，还有那些情况可能需要用到雷诺温度校正方法？答：为了准确测量温度，而且前后温度的变化不大时，可以用到雷诺温度校正方法。

6.在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热，然后再换算得到恒压燃烧热。

为什么本实验中不直接使用恒压方法来测量恒压燃烧热？答：原因为：①如果是使用恒压燃烧方法，就需要有一个无摩擦的活塞，这是机械摩擦的理想境界，是做不到的；②做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧，恒压燃烧方法难于使另一反应物——“氧气”的压力（或浓度）达到高压，会造成燃烧不完全，带来实验测定的实验误差。

燃烧热的测定摘要本实验中借助氧弹式量热计，在测定标准物质苯甲酸的燃烧热的基础上，先求算出了所用仪器的量热计热容，再以此为基础测定了蔗糖的恒容燃烧热。

文章末尾对实验中的误差和雷诺校正方法的合理性进行了讨论。

实验步骤（修正） 1. 取消硝酸滴定过程2. 先向量热器内加入2000mL 去离子水，放入氧弹后再加入1000mL 去离子水。

3. 实验过程中，在开始时恒温段每30s 记录一个数据，维持5min ；之后使用电极点火燃烧，燃烧过程中每15s 记录一个数据，直至温度升高并恒定；温度升高并恒定后再次恢复至每30s 记录一个数据。

数据记录及处理1. 样品质量的测量：表1 样品质量测定样品 m 粗/gm 线/gNi m /g m 总/g m 剩/g苯甲酸1.21420.0158 0.0146 0.6245 0.0094蔗糖1.04040.0169 0.0163 0.9292 0.00782、水当量的测定：表2 苯甲酸T-t数据表t/s T/℃t/s T/℃t/s T/℃0 0 435 0.879 705 1.09230 0.001 450 0.924 720 1.09360 0.001 465 0.956 735 1.09590 0.001 480 0.982 750 1.096120 0.002 495 1.002 765 1.096 150 0.001 510 1.019 780 1.097 180 0.001 525 1.032 810 1.098 210 0.001 540 (失误漏记)840 1.098 240 0.002 555 1.052 870 1.098 270 0.002 570 1.06 900 1.098 300 0.001 585 1.067 930 1.098 330 点火600 1.072 960 1.097 345 0.007 615 1.077 990 1.097 360 0.079 630 1.081 1020 1.097 375 0.325 645 1.084 1050 1.097 390 0.571 660 1.086 1080 1.097 405 0.725 675 1.089420 0.815 690 1.0913、蔗糖燃烧热的测定：表3 蔗糖T-t数据表t/s T/℃t/s T/℃t/s T/℃0 0 405 0.799 645 1.0230 0 420 0.860 660 1.02260 0 435 0.898 690 1.02490 -0.001 450 0.924 720 1.026120 -0.001 465 0.944 750 1.027150 -0.001 480 0.960 780 1.028180 -0.001 495 0.971 810 1.029210 -0.002 510 0.980 840 1.029240 -0.001 525 0.988 870 1.029270 -0.001 540 0.995 900 1.029300 -0.001 555 1.001 930 1.029330 点火 570 1.005 960 1.028 345 0.023 585 1.009 990 1.028 360 0.257 600 1.013 10201.028375 0.529 615 1.016 390 0.712 6301.0184、苯甲酸燃烧T-t 数据作图（雷诺校正）由雷诺校正图可知，升温△T=1.098K ，t=409.8s5、蔗糖燃烧T-t 数据作图（雷诺校正）t /sT /C°由雷诺校正图可知，升温△T=1.030K ，t=391.3s6.水当量的计算（1） 引燃用镍丝的校正：0.01460.00940.0052Ni m g =-=3243/0.005217Ni vNi Ni q Q m kJ g g J =⨯=-⨯=- （2） 棉线的校正：16736/0.0158264v q Q m kJ g g J =⨯=-⨯=-棉棉棉 （3） 量热计常数的计算： 苯甲酸燃烧反应式：76222215C H O (s)+O (g)=7CO (g)+3H O(l)2对于气体产物而言n ∆=-0.5已知苯甲酸恒压热容为：26460/p Q J g =- 则0.58.314289.452646026450(/)122.125v p nRT Q Q J g M ∆-⨯⨯=-=--=- t /sT /C°A B G燃烧物质质量0.61100.01460.01580.5806G g =--=26417281Ni q q q J ∑=+=--=-棉认为体系中已经将氮气排尽从而忽略由于形成硝酸造成的误差，计算可得264500.5941281=3000.00.9988791 4.18182036(/)1.098v Q G q W DC J K T --∑⨯+=--⨯⨯=∆水7、 计算蔗糖的恒容燃烧热v Q 和恒压燃烧热p Q （1）引燃用镍丝的校正：0.01630.00780.0085Ni m g =-= 32430.008528Ni vNi Ni q Q m J =⨯=-⨯=-（2） 棉线的校正：167360.0169283v q Q m J =⨯=-⨯=-棉棉棉 （3） 蔗糖恒容燃烧热：()v W DC T qQ G+∆+∑=-水已知2036/W J K =3000.00.99887912996.6D g =⨯=28328311Ni q q q J ∑=+=--=-棉0.92920.01690.01630.9060G g =--=4(20362996.6 4.1818) 1.0303111.64010(/)0.8960v Q J g +⨯⨯-=-=-⨯（4） 蔗糖的恒压溶解热：由方程：122211222()12()12()11()C H O s O g CO g H O l +→+，可知0n ∆= 于是41.64010(/)p v v nRTQ Q Q J g M∆=+==-⨯误差分析由查阅文献可知，蔗糖燃烧热为-16490(J/g)。

实验5 燃烧热的测定一、实验目的1、用氧弹量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别与相互关系2、了解氧弹量热计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。

3、掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。

二、实验原理燃烧热是1mol 物质完全氧化时的反应热效应。

“完全氧化”的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物，如在碳被氧化成CO 2（气），氢被氧化成H 2O （液），硫被氧化成SO 2对于有机化合物，通常利用燃烧热的基本数据求算反应热。

燃烧热可在恒容或恒压条件下测定，由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功的情况下，恒容燃烧热Q （气）等。

V =ΔU ，恒压燃烧热Q P =ΔH 。

在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为Q V ，而通常从手册上查得的数据为Q P p V Q Q RT n =+∆，这两者可按下列公式进行换算式中，△n(g)——反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差； R——气体常数；T——反应温度，用绝对温度表示。

通常测定物质的燃烧热，是用氧弹量热计，测量的基本原理是能量守恒定律。

一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时，所释放的热量使氧弹本身及其周围的介质和量热计有关附件的温度升高，测量介质在燃烧前后温度的变化值ΔT ，就能计算出该样品的燃烧热。

在盛有水的容器中，放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。

若已知水量Wg ，水的比热为c ，仪器的水当量为W ˊ（量热计每升高一度所需的热量），燃烧前后的温度变化为ΔT ，则mg 物质的燃烧热为：,() (2)V L m Q lQ cW W T M−−=+∆样 式中：M 为样品的相对分子质量；Q V 为样品的恒容燃烧热；l 和Ql 是引燃用金属丝的长度和单位长度燃烧热。

水当量WWˊ的求法是：用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧，测其始末温度，求出T∆，便可据式(2)求出WWˊ。

华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定【实验目的】①明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

②掌握量热技术的基本原理，学会测定奈的燃烧热。

③了解氧弹卡计主要部件的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。

④学会雷诺图解法校正温度改变值。

【实验原理】燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。

在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（O v ），恒容燃烧热这个过程的内能变化（ΔU ）。

在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q p ），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化（ΔH ）。

若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则有下列关系式：∆c H m = Q p ＝Q v ＋Δn RT （1）本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。

测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质（本实验用水）的温度升高。

氧弹是一个特制的不锈钢容器（如图）为了保证化妆品在若完全燃烧，氧弹中应充以高压氧气（或者其他氧化剂），还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水，而几乎不与周围环境发生热交换。

但是，热量的散失仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。

因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量，而必须经过作图法进行校正。

放出热(样品+点火丝)＝吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中，样品物质的量为n 摩尔，放入密闭氧弹充氧，使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器各部件，引起温度上升。

设系统（包括内水桶，氧弹本身、测温器件、搅拌器和水）的总热容为C （通常称为仪器的水当量，即量热计及水每升高1K 所需吸收的热量），假设系统与环境之间没有热交换，燃烧前、后的温度分别为T 1、T 2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为:nT T C Q m V )(12,--= （2） 式中，Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol-1)；n 为样品的摩尔数（mol)；C 为仪器的总热容(J·K-1或J / oC)。