冰熔解热实验报告.docx

冰的熔解热实验报告 篇一：冰的熔解热的测定　　冰的熔解热的测定　　摘要：用混合法测定冰的熔解热是把冰和一个容量已知的系统混合起来达到热平衡，在与外　　界没有热交换条件下冰吸收的热量等于系统在实验过程中放出的热量，放出的热量可由温度的改变和热容量计算出来，冰的熔解热可根据条件计算出来。　　关键词:冰的比熔解热、吸热、放热、散热修正　　引言：　　将一定质量的冰和一定质量的水混合,当混合后的系统达到一定的温度后,冰全部熔解为同温度的水,根据热力学第一定律,冰熔解所吸收的热量与水降温所放出的热量相等.只要测量出系统与外界的换热量、水的质量、冰的质量等,就可以求出冰的熔解热.文中采用混合法测量冰的熔解热，实验中并未考虑系统环境的散热损失.本实验研究方法中采用测量系统中水的质量变化来测量冰的质量。实验用混合法来测定冰的熔解热，即把待测的系统个已知其热容的系统　　（　　和一　　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　　（或　　）所放出的热量，全部为　　（或　　）所吸收。因为已知和热容C计算出来的，　　）。这样　　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　　即Q??TC。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，就要做散热或吸热修正。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。　　1.1实验原理：　　一定压强下的晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点，质量为1g的某种物质的晶体熔解为相同温度的液体所吸收的热量叫做该晶体的熔解热。本实验采用混合量热测定冰的熔解热，其基本原理是：把待测系统和一个已知其热容的系统混合起来，并使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统。于是，在此孤立系统中已知其热容的系统吸收(或放出)的热量也就是待测系统放出(或吸收)的热量。已知其热容的系统吸收(或放出)的热量可通过其温度的变化及其热容来求得，于是待测系统放出(或吸收)的热量也便可求得。为了使实验系统成为一个孤立系统，我们采用了量热器。量热器的种类很多，随测量的目的、要求、测量精度的不同而异。最简单的一种如图2-27所示，它是由热的良导体做成的内筒，放在一较大的外筒中组成。通常在内筒中放水、温度计及搅拌器，这些东西(内筒、温度计、搅拌器及水)连同放进的待测物体就构成了我们所考虑的(进行实验的)系统，内筒、水、温度计和搅拌器的热容可以测知。量热器的内筒置于一绝热架上，外筒用绝热盖盖住，因此其内的空气与外界对流很小。又因空气是不良导体，所以内、外筒间通过热传导传递的热量　　便可减至很少。同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都十分光亮，使得它们向外辐射热或吸收辐射热的本领变得很小，因而我们进行实验的系统和环境之间因辐射而产生热量的传递也　　可减至很小。这样，量热器就可粗略地被看作一个孤立系统了。 　　若有M克T1C0的冰与量热器中m克T2C0的水混合，冰全部熔解为水后平衡温度为 　　T3C0，设冰的熔点为T1C0，量热器的内筒和搅拌器的质量分别为m1和m2g，其比热容为C1和C2，温度计的热容为?，已知冰的比热容(-40～0℃)为0.43cal/g℃，水的比热容C0　　为1cal/g℃，若以L表示冰的熔解热，根据热平衡方程则有：　　(1)　　在实验室条件下使冰的温度为0℃，而冰的熔点也可以认为是0℃，即T0?T1?0C0，则据式(1)可得：　　(2)　　实验中内筒和搅拌器的比热容相同，温度计比热容不计故　　L?　　1　　?mC0?m1C?m2C??T2?T3??T3 M　　水银温度计的热容δm=0.46V(cal/℃)，其中V为温度计浸入水中的体积(单位为cm3)。为了尽量减少系统与外界之间的热量交换，实验中还要注意：不应直接用手去握量热器，不应在阳光直接照射下或空气流动太快的地方或接近火炉暖气的地方进行实验，尽量使实验过程进行得迅速等。　　一般系统不可能与外界完全绝热，因此在做某些测量时必须对系统与外界交换的热量进行修　　正。在系统与环境温差不大时，这种修正可以根据牛顿冷却定律来进行。 　　牛顿冷却定律指出：当系统温度T与环境温度θ相差不大时(不超过10～15℃)，系统的散热速度dq/dt与温度差(T-θ)成正比。即:dq/dt=K(T-θ)式中K是一个常数(称为散热常数)，它与系统表面积成正比，并决定于表面发射或吸收辐射热的本领。在本