测定水的汽化热

1、实验名称 测定水的汽化热一、前言物质由液态向气态转化的过程称为汽化。在液体中总有一些运动速率大（即动能大）的分子飞离表面而成为气体分子，随着这些高速分子的逸出，液体的温度将要下 降。若要保持温度不变，就需要外界不断的供给能量。定义单位质量的液体在温度保 持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该液体的汽化热。液体的汽化热不但和液体的种类有关，而且和汽化时的温度有关，因为温度升高, 液相中分子和气相分子的能量差别将逐渐减小，因而温度升高，液体的汽化热减小。、教学目的1学习用混合量热法测定水的汽化热。2、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

2、操作要求将蒸汽导入量热器四、实验原理在一定的外部压强下，液体总是在一定的温度下沸腾，在沸腾过程中，虽然对它 继续加热，但液体的温度并不升高。可见，在把液体变成汽体时，要吸收热量。为此 引进汽化热这个物理量，来表示在一定温度及压强下，单位质量的液体变成同温度的 汽所需要的热量，即：L二Q m反过来，当汽体重新凝结成液体时就会放出热量。所放出的热量跟等量的液体在 同一条件下汽化时所吸收的热量相同。即：汽化热 =凝结热由此，本实验通过测定出水蒸汽在常压条件下凝结热，从而根据上式，间接得到 水在沸点（100C）时的汽化热蒸汽从发生器出来，经玻璃管进入量热器内筒中凝结成水，放出热量，使量热器内筒和水的温

3、度由初温ti升到,设凝结成水的蒸汽质量为m，蒸汽由t2°C变到的有个中间转化过程，那就是t2 C的水蒸气首先转化成t2 C的水，这时要放出热量，即 凝结热mL ；然后t2 C的水再与冷水混合，最终达到热平衡，平衡温度为ti C,这时要放出热量Gkm（t2，则总的放热量就是0放=mL c水m（t2 -旳设量热器和水的质量分别为 m、M，比热分别为g、c。则量热器、水所得到的热量（不考虑系统的对外散热）Q吸二(m c M)c( - 1 )式中由热平衡方程式(m1c1 cM )(J -tj - mc(t2 -旳(1)m【散热修正】：上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结 论.实际上只要

4、有温度的差异就必然要有热交换存在，因此必须 考虑如何防止散热或对散热进行修正。本实验中热量的散失主要是蒸汽通入盛有水的量热器中， 混 合过程中量热器向外散失的热量，由此造成混合前水的初温与混 合后水的终温不易测准为此，根据牛顿冷却定律来修正温度。在实验中作出水的温度-时间曲线，如图ABGCD所示，AB段表示混合前量热器 及水的缓慢升温过程（由于其温度比室温低引起的）；BC段表示混合过程；CD段表 示混合后的冷却过程过G点作与时间轴垂直的一条直线交 AB、CD的延长线于E和F点，使面积BEG与面积CFG相等，这样，E和F点对应的温度就是热交换进行无 限快时的温度，即没有热量散失时混合前、后的初温

5、ti和终温（隔510s测一个点）五、实验仪器通DM-T数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、蒸馏烧瓶、电炉、秒表、 毛巾等。六、实验内容与步骤1、将内筒擦干净，用天平称出其质量 mi o2、 内筒中装入适量的从冰箱中取出预先备好的冷水（约低于室温10 C，占内筒 容积2/3 ）,用天平称得内筒和水的质量 M+mio3、将内筒置于量热器中，盖好盖子，插好温度计，开始计时，观察并记录温度变化（如每隔10s记录一个数据），记录6-8个点，确定初始温度tio4、与此同时，将蒸汽发生器通电加热至水完全沸腾剧烈的发出蒸汽。5、初始温度ti确定后，擦干出气口的水滴，将其导入量热器，使蒸汽凝结并混合

6、完成热交换，快到B时，取下量热器，每隔10s记录一个数据，当温度达到最高值时， 即为平衡温度0o （ B=2B环-ti这里的B值只是理论估算，不能作为实验结果）&用天平称出汽后总质量M1。7、实验完毕，整理仪器，处理数据。七、数据表格及数据处理【已知参数】：水的比热容c=4.186 X03J/kg C，内筒（铁）的比热容为C1=0.448 X03J/kg C,水的汽化热参考值 L=2.2597 X06J/kg表格一一实验主表格名称内筒质量内筒+水质量汽后总质量初始温度平衡温度环境温度沸点温度符号单位m1(g)M + m1(g)M1(g)t1(C)0 C)0 环（C）t2(C)数值表格二

7、温度随时间变化数据表格次数温度（C）次数温度（C）根据公式计算熔解热以及相对于参考值的百分比误差八、指导要点及注意事项1 室温应取实验前、后的平均值；水的初温，可低于室温约 10 C15 C；配置 冷水时，还应略低约1 C2 C (为什么？)2严守天平的操作规则。 3注意操作安全，不要被蒸汽烫伤。4注意蒸汽发生器底部的玻璃管，上下升降时须小心谨慎，以免损坏。 5量热杯晃动幅度要小，勿使液体溅出，否则严重影响实验结果。九、实验思考题1 实验开始时就将蒸汽导管通入量热器是否可以？为什么？ 2进入量热器中的水蒸汽混入一些水滴时，对实验有何影响？应该怎样进行修正？十、实验后记 1混合量热法所要求的基本实验条件是什么？本实验是如何得到满足的？ 2本实验中的 “热力学系统 ”是由哪些组成的？量热器内筒、外筒、温度计等都属 于该热力学系统吗？3蒸汽通入量热器之前应做好哪些准备工作？温度达到多少时停止