冰的熔解熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)測(cè)定冰的熔解熱一、前言物質(zhì)從固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟南嘧冞^(guò)程稱(chēng)為熔解。一定壓強(qiáng)下晶體開(kāi)始熔解時(shí)的溫度稱(chēng)為該晶體在此壓強(qiáng)下的熔點(diǎn)。對(duì)于晶體而言，熔解是組成物質(zhì)的粒子由規(guī)則排列向不規(guī)則排列的過(guò)程，破壞晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)需要能量，因此，晶體在熔解過(guò)程中雖吸收能量，但其溫度卻保持不變。物質(zhì)的某種晶體熔解成為同溫度的液體所吸收的能量，叫做該晶體的熔解潛熱。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)用混合量熱法測(cè)定冰的熔解熱。2、應(yīng)用有物態(tài)變化時(shí)的熱交換定律來(lái)計(jì)算冰的溶解熱3、了解一種粗略修正散熱的方法一一抵償法。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)用混合量熱法測(cè)定冰的熔解熱。其基本做法如下：把待測(cè)系統(tǒng)A和一個(gè)已知熱容的系統(tǒng)B混合起來(lái)，并設(shè)法使它們形

2、成一個(gè)與外界沒(méi)有熱量交換的孤立系統(tǒng)C（C=A+B）.這樣A（或B）所放出的熱量，全部為B（或A）所吸收。因?yàn)橐阎獰崛莸南到y(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所傳遞的熱量Q,是可以由其溫度的改變AT和熱容C計(jì)算出來(lái)，即Q=CAT,因此待測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所傳遞的熱量也就知道了。實(shí)驗(yàn)時(shí)，量熱器裝有熱水（約高于室溫10C,占內(nèi)筒容積1/2）,然后放入適量冰塊，冰溶解后混合系統(tǒng)將達(dá)到熱平衡。此過(guò)程中，原實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)放熱，設(shè)為Q放，冰吸熱溶成水，繼續(xù)吸熱使系統(tǒng)達(dá)到熱平衡溫度，設(shè)吸收的總熱量為Q吸。因?yàn)槭枪铝⑾到y(tǒng)，則有Q放=Q吸（1）設(shè)混合前實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的溫度為T(mén)1,其中熱水質(zhì)量為m1（比熱容為01）,內(nèi)筒的質(zhì)量為m2（比熱容為02）

3、,攪拌器的質(zhì)量為m3（比熱容為03）o冰的質(zhì)量為M（冰的溫度和冰的熔點(diǎn)均認(rèn)為是0C,設(shè)為T(mén)o）,數(shù)字溫度計(jì)浸入水中的部分放出的熱量忽略不計(jì)。設(shè)混合后系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的溫度為T(mén)C（此時(shí)應(yīng)低于室溫10c左右），冰的溶解熱由L表示，根據(jù)(1)式有ML+Mci(T-T0)=(mici+m2c2+m3c3)(Ti-T)TiT'.'|有；6（如兩者的溫度差不超因Tr=0C,所以冰的溶解熱為：L=（m1clm2c22一M（2）綜上所述，保持實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)是混合量熱法所要求的基本實(shí)驗(yàn)條件。為此整個(gè)實(shí)驗(yàn)在量熱器內(nèi)進(jìn)行，但由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不可能與環(huán)境溫度始終一致，因此不滿(mǎn)足絕熱條件，可能會(huì)吸收或散失

4、能量。所以當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中系統(tǒng)與外界的熱量交換不能忽略時(shí)，就必須作一定的散熱修正。牛頓冷卻定律告訴我們，系統(tǒng)的溫度Ts如果略高于環(huán)境溫度竽二2Ts-1)過(guò)10C-15C）,系統(tǒng)熱量的散熱速率與溫度差成正比，用數(shù)學(xué)形式表示為【K為常數(shù)，與量熱器表面積，表面情況和周?chē)h(huán)境等因素有關(guān)】【散熱修正】：通過(guò)作圖用外推法可得到混合時(shí)刻的熱水溫度T1',和熱平衡的溫度T。圖中AB和DE分別表示熱水的溫度和冰水混合后系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的溫度隨時(shí)間變化線(xiàn)段。紀(jì)錄冰水混合后系統(tǒng)達(dá)到室溫To的時(shí)刻to,圖中面積BCG與系統(tǒng)向環(huán)境散熱量有關(guān)，面積CDH與系統(tǒng)自環(huán)境吸熱量有關(guān)。當(dāng)面積BCG等于面積CDH時(shí)，過(guò)to作t軸

5、的垂線(xiàn)，與AB和DE的延長(zhǎng)線(xiàn)分別交于J、K點(diǎn)，則J對(duì)應(yīng)的溫度為'，K對(duì)應(yīng)的溫度為T(mén)'。（隔15s或20s測(cè)一個(gè)點(diǎn)）四、實(shí)驗(yàn)儀器DM-T數(shù)字溫度計(jì)、LH-1量熱器、WL-1物理天平、保溫瓶、秒表、毛巾等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、將內(nèi)筒擦干凈，用天平稱(chēng)出其質(zhì)量m2。（攪拌器質(zhì)量m3數(shù)據(jù)已提供）2、內(nèi)筒中裝入適量的水（約高于室溫10C,占內(nèi)筒容積1/2）,用天平稱(chēng)得內(nèi)筒和水的質(zhì)量m2+m1。3、將內(nèi)筒置于量熱器中，蓋好蓋子，插好攪拌器和溫度計(jì)，開(kāi)始計(jì)時(shí)并輕輕上下攪動(dòng)量熱器中的水，觀察熱水的溫度變化（如每隔15s記錄一個(gè)數(shù)據(jù)），直到溫度穩(wěn)定，記錄穩(wěn)定的初始溫度Ti04、初始溫度記錄后馬上

6、從冰箱中取出預(yù)先備好的冰塊（3-6塊），用毛巾將冰上所沾水珠吸干，小心的放入量熱器中。5、用攪拌器輕輕上下攪動(dòng)量熱器中的水，記錄溫度隨時(shí)間的變化，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)最低溫T（C）時(shí)，說(shuō)明冰塊完全溶解系統(tǒng)基本達(dá)到熱平衡，再記錄回升溫度2-3個(gè)點(diǎn)。6、將內(nèi)筒拿出，用天平稱(chēng)出內(nèi)筒和水的質(zhì)量m2+mi+M。7、實(shí)驗(yàn)完畢，整理儀器，處理數(shù)據(jù)。六、數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)處理【已知參數(shù)】：水的比熱容ci=4.186103J/kg°G,內(nèi)筒（鐵）的比熱容為C2=0.448103J/kgC,攪拌器（銅）的比熱容為C3=0.38X03J/kgC,攪拌器的質(zhì)量為m3=6.24g,冰的溶解熱參考值L=3.335M05J/k

7、g。表格一實(shí)驗(yàn)主表格名稱(chēng)內(nèi)筒質(zhì)里內(nèi)筒+水質(zhì)里加冰后總質(zhì)量初始溫度平衡溫度環(huán)境溫度冰的溫度符號(hào)單位m2(g)m2+m1(g)m2+m1+M(g)T1(C)T(C)。環(huán)（C）To(C)數(shù)值表格二溫度隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)表格（時(shí)間間隔s,記錄10-20個(gè)點(diǎn)）時(shí)間溫度（C）時(shí)間溫度（C）根據(jù)公式計(jì)算熔解熱以及相對(duì)于參考值的百分比誤差七、注意事項(xiàng)1 .室溫應(yīng)取實(shí)驗(yàn)前、后的平均值；水的初溫，可高出室溫約10c15C；配置溫水時(shí),又應(yīng)略高于約1C2C（為什么？）2 .嚴(yán)守天平的操作規(guī)則3 .投冰前應(yīng)將其拭干，且不得直接用手觸摸；其質(zhì)量不能直接放在天平盤(pán)上稱(chēng)衡，而應(yīng)由投冰前、后量熱器連同水的質(zhì)量差求得。4 .為使溫度計(jì)示值確實(shí)代表系統(tǒng)的真實(shí)溫度，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中（包括讀取前）要不斷輕輕地進(jìn)行攪拌（攪拌的方式應(yīng)因攪拌器的形狀而異）