冰的熔化热的测定

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。

【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。

【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 K g 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*******()(-)m L m C t m C m C m C t t +=++ （3-1）

电子天平图

3-5

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，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）， 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），根据牛顿冷却定律，可近似认为系统与环境的吸、放热相消，从而达

到良好的减小系统误差的效果。此时，可取F 点和G 点的温度值表示冰块熔化前和熔化后的系统温度0t 和t 。

方法二、若方法一作出的BCF ，CDG 两部分面积相差叫大，我们可以采取以下方法：作线段FG 垂直于时间轴，分别与AB 、ED 的延长线交于F 、G ，且使BCF 与CDG 两部分面积相等，也可取F 点和G 点的温度值表示冰块 熔化前和熔化后的系统温度0t 和1t t 。其道理是， 新的温度曲线ABFGDE （折线）与实验温度曲线

ABCDE 是等价的，而表示熔化过程的FG 段过程 极短，故可以认为是绝热的。

图3-6

t 图

3-7

t

【实验内容及要求】

1、用天平称量热器内筒及搅拌器的质量1m ，并确认其材料性质，若为铜制取

)/(39.01C g J C o

?=，若为铝制取)/(90.01C g J C o

?=。

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。

（注：取水温和室温之差，与0011C m C m +、m 、环境及仪器装置等有关.）

3、研究投冰前、冰融化过程和冰全部融化后系统内水温的变化情况。

不断地、轻轻地用搅拌器搅拌内筒中的水，当系统内温度相对稳定时,开始测量筒中水温的变化并计时，即在读出第一个温度值的那一刻作为秒表的计时零点，以后每30秒记录一次水温，直至测温结束。

在秒表显示约5分钟时，敏捷地将擦干水的0℃的冰放在量热器内，然后将量热器按装好，动作要迅速，继续搅拌、测温，直至温度降到最低，再缓慢回升4~5分钟为止，才停止计时、测温。

特别注意，在整个测温过程中：①要用量热器不断的缓慢搅拌内筒中的水；②从测温开始到测温结束这段时间内，秒表开始计时后，不可回零，也不可以暂停。

4、称量10m m m ++总质量，求出冰的质量；找出温度计浸入水中的位置，用小量筒测出其浸入水中部分的体积；交指导教师检查数据后，将仪器擦干水，整理复原。

5、根据上述第3步记录的数据，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、求出冰的熔化热及其相对误差（与标准值334J/g 相比），并分析误差来源，提出改进办法。

【数据记录与处理】

1、 测质量m 、V ：

1m = ， 10m m += ，

0101()m m m m =+- = ，10m m m ++= ， 1010()(m +m )m m m m =++-= ，

(做完实验内容3以后再测m)V= o

(J

C )。

2、冰块熔化前后水温随时间的变化：（θ= ）

由以上数据作图可得：0t = ， 1t = 。 (要附上你所测的原始数据和所作的图)；

3、计算L ；

【实验注意事项】

1、如果电子天平的移动，需重新调平和校准，称量物体时，待测物应放在秤盘中央，严禁放置超过最大称量的物体，严禁用手按压秤盘。

2、量热器中温度计位置要适中，可适当插入水中深一点，因为冰块浮在水面，致使水面局部温度较低。

3、整个测温过程中，搅拌器都应持续地缓慢搅拌，动作不应过大过快，以防止有水溅出，投冰应迅速且无水溅出。

4、测温过程的计时是持续的，不间断的。

5、实验应远离热源，要保持环境温度基本恒定。

【思考题】

1、分析一下，在本实验中还有哪些具体原因使你的测量产生误差？

2、你认为如何实现投冰前使冰处于冰点温度0℃？

3、试设计一个用混合法测定金属块比热的实验方法？

附录3-1 电子天平的使用说明

电子天平使用各种压力传感器将压力变化转变为电信号输出，放大后再通过A/D转换直接用数字显示出来。电子天平使用方便，操作简单，现在市售电子天平精密天平的分度值为1mg,电子分析天平的分度值达到0.1mg,本校实验使用的电子天平的分度值为0.1g，称量1000g。

附录3-2 DM-T数字温度计使用说明

DM-T数字温度计是由单片机和DS18B20数字温度传感器组成。它具有反应快、低能耗、高性能、抗干扰能力强等特点。适合实验室中对温度作较精确的测量。

（1）主要技术指标

输入电压：AC220V±10%、50Hz 测量范围：-50℃～125℃分辨率：0.06℃

（2）仪器结构及使用说明

前面板由三部分组成，从右到左依次为电源开关、传感器接口、数字显示器，后面板上有保险和电源插座。1、电源开关：电源开关扳向上，电源接通，数码管点亮，仪器工作；开关扳向下，电源断开，仪器停止工作。2、连接温度传感器：将温度传感器与仪器的传感器接口相连并锁紧。3、数码管显示器：当插上温度传感器后，数码管显示温度值。当电源接通，温度传感器未接或未接好时，数码管显示任意值或一个点且不变；在检测过程中数码管显示突然不变动时，那是由于温度传感器接触不良所致，请重新接好温度传感器，仪器便转为正常。

（3）注意事项

1、温度传感器测量头不能直接放入导电溶液及带腐蚀性溶液中使用。

2、在测试中要注意温度传感器的测量范围，若超过测量范围，将会损坏传感器。

混合法测冰的熔化热

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

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。

测定冰的溶解热

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。

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

冰的熔化热-实验报告

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。

冰的熔解热的测定实验报告

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

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。

溶解热的测定(KNO3溶解热的测定)

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 )

大学物理实验讲义(冰的熔化热) (1)

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

冰的溶解热实验报告

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。

测量冰的溶解热

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。

冰的比熔化热的测量实验报告

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 ≈

用混合量热法测定冰的熔解热

用混合量热法测定冰的熔解热 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、教学重、难点 1、正确选择测量温度的方法和时机。 2、严格按操作要求取用冰块和使用量热器。 四、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） T T' θ 因Tr=0℃，所以冰的溶解热为： K

南昌大学大物实验报告-冰的熔化热的测量

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

测量冰的溶解热

实验：测定冰的熔解热 实验者：1400012105 郭伟杰 院系：生命科学学院 实验时间：2016/3/2 实验目的： 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 实验原理： 晶体物质的熔点是该物质固液平衡时的温度，单位质量的晶体物质在熔点时从固态全部变为液态所需的热量叫做该晶体的融化热。 本实验采用混合量热法来测定冰的熔化热，即通过某已知质量和比热的物质，计算该物质在与待测熔化热的物质的混合中所传递的热量等于未知物质所吸收的热量，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所吸收的热量等于已知物质水从初始温度T2下降到最终温度T3时所释放的热量，用公式表示为 m c3T0?T1+mL+mc0T3?T0= m0c0+m 铜c 铜 T2?T3 公式中m为冰的质量，T0为冰的熔点，T1为冰的初始温度，T2为水的初始温度，T3为体系平衡后的最终温度，m0为水的质量，m铜为实验仪器量热筒内筒和搅拌器的总质量，c0为水的比热容，c1为铜质物的比热容，c2为冰的比热容。

实验最理想的体系为孤立体系，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的初温，以达到体系向外界散失的热量与从外界吸收的热量相等。需要用到牛顿冷却定律粗略修正散热： δq δt =K T ?θ 公式中δq 为系统散热，δt 为时间间隔，K 为散热常量，θ为实验时室温。 结合实验分析，在刚投入冰时，水温高，冰的熔化速率快，故系统表面温度下降快，随着冰的不断熔化，冰块逐渐变小，水温逐渐降低，冰的融化速度变慢，当系统温度低于室温时，系统从环境中吸收热量。体系与环境交换的热量为： q = T ?θ Kdt = T ?θ Kdt + T ?θ Kdt =S A +S B t 3 tθ tθ t 2 t 3 t 2 故，只要SA 与SB 大致相等，则系统与外界的热量交换总量几乎为0。根 据经验公式在T 2?θθ?T 3 = 103 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和搅拌器的总质量m 铜 2、 记录环境室温θ 3、 向内筒中注入高于室温10-12℃的热水约2/3体积，称出此时质量m 铜+水，求得m 水

测定冰的溶解热

测定冰的溶解热 一、 实验目的 1. 通过实验进一步巩固热学基本概念，如温度、热量、比热及熔解热等； 2. 了解量热学的基本方法—混合法。 二、 实验仪器 量热器、温度表、搅拌器、物理天平、量筒、蒸馏水、冰及干毛巾。 量热器示意图如右图： 三、 实验原理 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。1克质量的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的热量，叫做该晶体的熔解潜热，亦称熔解热。 本实验用混合量热法来测定冰的熔解热。它的基本作法是：把待测的系统A 和一个已知其热容的系统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δT 和热容C s 计算出来的，即Q ＝C s δT ，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、测量方法以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，就要作散热或吸热修正。 传递热量的方式有三种：传导、对流和辐射。因此，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，本实验中的量热器基本能满足这样的要求。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且均匀。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。 若有M 克T 1℃的冰(设在实验室环境下其熔点为T 0℃)与m 克T 2℃的水混合。冰全部熔解为水后的平衡温度为T 3℃。设量热器的内筒和搅拌器的质量分别为m 1、m 2，比热容分别为c 1、c 2。温度计的热容为δm 。已知冰的比热容(一40—0℃)为0．43 ca1／g ·℃。如果实验系统为孤立系统，将冰投入盛有T 2℃水的量热器中，则有： 013001122230.43()()()()m M T T ML M T T mc m c m c T T δ-++-=+++- （1） 式中L 为冰的熔解热。取水的比热容c 0为1cal ／g ·℃。 在我们实验室条件下，冰的温度可认为是0℃，即T 1＝0℃，冰的熔点也可以认为是0℃，即T 0＝0℃，所以冰的熔解热 0112223301 ()()m L mc m c m c T T T c M δ= +++-- （2） 温度计是由玻璃和水银制成的，玻璃的比热容为0.19 cal ／g ·℃密度约为2.58 g ／cm 3，水银的比热容为0.033 cal ／g ·℃密度为13.6 g ／cm 3，因而1 cm 3玻璃的水当量等于 0.19 2.50.47/cal C ?=? 1 cm 3水银的水当量等于 0.03313.60.45/cal C ?=?

测定冰的溶解热

测定冰的熔解热 一定压强下晶体物质熔解时的温度，也就是该物质的固态和液态可以平衡共存的温度，称为该晶体物质在此压强下的熔点。单位质量时的晶体在熔点时以固态全部变成液态所需要的热量，叫做该晶体物质的熔解热。 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。 二、实验仪器： DM-T 数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、保温瓶、秒表、毛巾等 三、实验原理 用混合量热法可测定冰的熔解热，它是把待测系统 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），然后放入冰，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m 1（比热容为c 1），内筒的质量为m 2（比热容为c 2），搅拌器的质量为m 3（比热容为c 3）。冰的质量为 M （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 ℃，冰的溶解热由L 表示，根据（1）式有 M L +M c 1（T- T 0）=（m 1 c 1+ m 2 c 2+ m 3 c 3）（T 1- T ） 因T r =0℃，所以冰的溶解热为：11223311()() m c m c m c T T L T c M ++-= - （2） 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。牛顿冷却定律告诉我们，系统的温度T s 如果略高于环境温度 θ（如两者的温度差不超过 10℃-15℃），系统热量的散热速率与温度差成正比，用数学形式表示为 ()s dQ K T dt θ=- 【K 为常数，与量热器表面积，表面情况和周围环境等因素有关】 【散热修正】：通过作图用外推法可得到混合时刻的热水温度T 1'，和热平衡的温度T'。 图中AB 和DE 分别表示热水的温度和冰水混合后系统达到热平衡的温 度随时间变化线段。纪录冰水混合后系统达到室温T 0的时刻t 0，图中面积 BCG 与系统向环境散热量有关，面积CDH 与系统自环境吸热量有关。当面积BCG 等于面积CDH 时，过t 0作t 轴的垂线，与AB 和DE 的延长线分别交于J 、K 点，则J 对应的温度为T 1'，K 对应的温度为T'。(隔30s 或60s 测一个点) 四、实验要求：自拟实验步骤，设计数据记录表格，测定冰的熔解热，并进行系统吸（散）热修正。 五、注意事项： 1．在实验过程中，应不断对系统加以搅拌，以使系统中各处温度均匀，并加快冰的熔解。 2．搅拌动作要轻，幅度不要太大，以免将水溅到量热筒外。 3．取水时，应用毛巾将冰上所沾水珠吸干（为什么？） 【已知参数】：水的比热容c 1=4.186×103J /kg ·℃，内筒(铁)的比热容为c 2=0.448×103J /kg ·℃，搅拌器 (铜)的比热容为c 3=0.38×103J /kg ·℃，搅拌器的质量为m 3=6.24g ，冰的溶解热参考值L =3.335×105J /kg J K T 1 T 1' T T' θ

冰的熔解热的测定之散热补偿法修正误差.

冰的熔解热的测定之散热补偿法修正误差 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、教学重、难点 1、正确选择测量温度的方法和时机。 2、严格按操作要求取用冰块和使用量热器。 四、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） θ 因T r=0℃，所以冰的溶解热为： T1 T1' J （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时，就必须作一定的散热修正。 牛顿冷却定律告诉我们，系统的温度T s如果略高于环境温度（如两者的温度差不超过 10℃-15℃），系统热量的散热速率与温度差成正比，用数学形式表示为 【K为常数，与量热器表面积，表面情况和周围环境等因素有关】 【散热修正】：通过作图用外推法可得到混合时刻的热水温度T1'，和热平衡的温度T'。