冰的溶解热实验报告

首先，实验的目的：1.了解融冰热量测量实验的设计原则和实验的必要条件。2、掌握混合量热法测定冰的熔化比热。3.学习如何使用图解法来估计和消除系统的热损失。4、熟悉数字温度计和水银温度计的使用。二、实验原理：单位质量的固体物质在熔点时从固态变为液态所需的热量称为该物质的熔化比热，通常用L表示.实验中，将质量为1克、温度为0的冰放入装有温度为T1的2克水的量热仪的内筒中，冰完全融化成水后的平衡温度设定为T2，量热仪的内筒和搅拌器的质量分别设定为m3和m4，比热容分别为C1、C2和C0。根据混合量热法的原理，冰完全融化成相同温度(0)的水，从0升至T2过程中吸收的热量等于其余部分(水m1、量热器内筒m3、搅拌器m4)从T1下降至T2时释放的热量。有- (1)冰的熔化热的实验公式是- (2)水的比热容C0=4.18103J/kg。在该实验中，“热系统”根据混合量热法测量冰的熔化热，并且该实验必须在系统与外界绝缘的条件下进行。为了满足这一条件，从实验设备、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。然而，在实践中，常常很难实现与外界完全没有热交换。因此，有必要研究如何减少热交换对实验结果的影响，即在实验中进行散热修正，使系统的散热和吸热相互抵消。牛顿冷却定律指出，当系统与环境之间的温差不大(不超过10 15)时，系统与环境在单位时间内的热交换大约与温差成正比，其数学公式为其中t是系统的温度，T0是环境的温度，k是散热系数，它只与系统本身的性质有关。因此，在用混合量热法测量冰的熔化热时，室温应尽可能保持在水的初始温度和最终温度之间，以便系统吸收和释放到外部的热量可以基本抵消。在实验过程中，从混合前的一段时间到混合后的一段时间记录温度和时间之间的关系，并绘制一条T-t曲线，如图(1)中的实线所示。在图中，T1大约是对应于点B的水的初始温度，而T2大约是对应于点C的系统的平衡温度。我们用眼睛估计温度，并从其对应的G点画一条平行于T轴的表皮生长因子直线。它和BGC线形成了BGE和CGF两个小区域。估计的原则是这两个小区域相等。在图(1)中，从T1到T1的冷却过程是系统向环境辐射热量：T2的降温过程是系统从环境中吸收热量。当它们相等时，正是上述两个小区域使得总的热交换完全为零。应该指出的是，在T-t曲线上的BC段显然不是一条直线，它的斜率越来越小，因为冰溶解得越小，表面积越小，热交换速度越慢。本实验采用精度为1的水银温度计和数字万用表测量温度。3.实验仪器：一个保温杯、一个数字万用表、一个水银温度计和一个湿度计、一个药物分析天平(最小分度值：2g)、足够的吸水纸、水和冰、一个电子秒表。四、实验内容和步骤：冰的比热测量(1)用冰箱在0下制冰(2)对纯冰质量、水的初始温度和水质的初步考虑使水的初始温度在10 15左右根据上述估算，向量热仪的内筒中加入适量的水，并将水温加热至估算的初始温度值。用天平称量加水前后量热计的质量。准备冰块，按下秒表，开始记录水温和时间的关系。5-6分钟后，将准备好的冰块擦干，放入水中。继续记录水温与时间的关系，直到温度上升5-6分钟，加冰后测量量热仪的质量。自制数据表单。5.数据处理：室温27测量次数烧瓶搅拌器的温度计质量M1(g)加水后的总质量M2(g)冰溶解后的M3总质量M2-M1水域(g)M3-M2冰团(g)132452259119869无冰时的温度变化：时间(分)0369温度()29.52928.828.7加冰后的温度变化：时间0510152025303540温度()27252216129876.545505511517529541553565.5544.5555.5T-t曲线可通过数据处理获得。从图中可以看出众所周知，冰的溶解热的求解公式是公式中水的比热容将铝内筒和搅拌器的比热容、实验测得的冰和水的质量、保温杯加搅拌器加温度计的总质量代入数据中得到因此，实验测得的冰的溶解热为6、实验注意事项：1在测量过程中，应适当盖上盖子，并用搅拌器轻轻搅拌内筒中的水，以确保热力系统的温度均匀性。同时，防止内筒内的水从内筒和桌面上搅动出来，以防止内筒内的水质下降。3测量最终温度T2后，应对冰的质量M进行称重。6.误差分析实验数据读取错误。冰的质量不太合适，这使得实验更加困难。3计算过程中有错误七、思考问题1水的初始和最终温度与室温之间的近似关系是什么？答：水的初始温度应比室温高10-15，水的最终温度应低于室温。要求初始温度和最终温度的绝对值大约等于室温。如何在0结冰。取出冰块后，是否应该先测量冰块的质量，然后放入量热计中？或者在测量冰质量之前，你会放入热量计进行其他测量吗？答：冰块可以在外部环境中轻微融化，在