T水的汽化热的测量05.doc

实验名称 一、前言 物质由液态向气态转化的过程称为汽化。单位称为该的汽化热。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，不断的供给量。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。 二、教学目。 。 了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。 。 三、教学重点 理解测量的原理和方法。 理解方法。、教学难点 正确选择测量温度的方法和时机。 严格按操作要求将蒸汽导入量热器。 、实验原理 本实验采用混合量热法。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，是可以由其温度的改变和热容计算出来，即，因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。 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。待测系统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： 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（100℃）时的汽化热。的蒸汽从发生器出来，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度由初温升到，设凝结成水的蒸汽质量为（比热容为c），蒸汽由变到中间转化过程，那就是的水蒸气首先转化成的水，时放出热量，即凝结热；然后的水再与冷水混合，最终达到热平衡，平衡温度为，这时要放出热量总的放热量就是 设量热器和水的质量分别为、，比热分别为、。则量热器、水所得到的热量（不考虑系统的对外散热）： 式中由热平衡方程式 则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有温度的差异就必然要有热交换存在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，。牛顿冷却定律系统的温度如果略高于环境温度温差不超10℃-15℃，系统的散热速率与温度差成正比，，其中为常数，与量热器表面积和末温与环境温度，这样即可粗略的使散热得以补偿。本实验为使系统的初温，量热器需预装温度低于室温的水，通过控制所用水和水蒸气的质量和初温，满足抵偿法条件，使实验过程中系统对外界的吸热和散热相互抵消，从而获得良好的实验结果。 另外一种散热修正的方法是外推法，在处理数据时把系统的热交换外推到无限快的情况（系统没有吸热放热），从而得出系统的初末温度。下面用外推作图得到混合时刻的温和热平衡温度。水的温度时间曲线，如图所示，AB段表示混合前量热器及水的缓慢升温过程；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1和温 ()。 、实验仪器 DM-T数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、烧瓶、电炉、秒表、毛巾。 图2 液体汽化热测定仪整机图 七、实验内容与步骤 1、 3、用天平称量热器内筒质量m1。 4、约于室温，占内筒容积2/3m1+M。 5、1。 6、估算平衡温度。此值在以下操作中做参考用。 7、1。 8、时，关闭加热装置，移下量热器，每隔10s记录一个数据，待温度随“热惯性”升至最高值时，即为实测的平衡温度。 9、用天平称出汽后总质量M1 10、实验完毕，整理仪器，处理数据。 八、数据表格及数据处理 1、数据表格 表格一 名称 内筒质量 内筒+水质量 汽后总质量 初始温度 终温度 环境温度 沸点温度 符号单位 m1(kg) M+m1(kg) M1(kg) t1() θ(℃) θ环() t2(℃) 数值 表格二 温度随时间变化 温度() 33.88 34.25 35.06 35.25 35.31 35.38 35.44 35.50 35.56 35.50 次数 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 温度() 35.44 35.38 35.31 35.25 35.19 35.12 35.06 35 34.94 34.88 2、计算相对误差和不确定度。 (1) 已知参数 水的比热容c=4.186×103J/kg·，内筒(铁