大學物理化學實驗-燃燒熱測定實驗報告

用數(shù)字式氧彈熱量計測定樣品的燃燒熱。明確燃燒熱的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差異。了解熱量計中主要局部的作用，掌握數(shù)字式氧彈熱量計的實

-用數(shù)字式氧彈熱量計測定樣品的燃燒熱。明確燃燒熱的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差異。了解熱量計中主要局部的作用，掌握數(shù)字式氧彈熱量計的實

一、目的要求

1、

2、

3、

驗技術。

PΔH=ΔPΔH=ΔU+Δ(PV)-----------------------------------(1)VV

水

計

二、實驗原理

根據(jù)熱化學的定義，1mol物質完全氧化時的反響熱稱作燃燒熱。

量熱法是熱力學的一個根本實驗方法。在恒溫或恒壓條件下，可以

分別測得恒容燃燒熱Q和恒壓熱容Q

Q等于體系能ΔU

和反響生成的氣體都作為理想氣體處理，則它們之間存在以下關

系：

Q=Q+----------------------------------(2)氧彈熱

量計的根本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得

氧彈本身及其周圍的介質和有關的溫度升高。測量介質在燃燒前后

溫度的變化值，就可以求算該樣品的恒容燃燒熱。關系式如下：

WM樣QlQ(WCCl水水計

式中，W和M分別為樣品的質量和摩爾質量；Q

燃燒熱；l和Q是引燃用鐵絲的長度和單位長度燃燒熱，W和

是以水為測量介質時，水的質量和比熱容；C

當量，即除水之外，熱量計升高1℃所需要的熱量。ΔT為樣品燃

燒前后水溫的變化值。實際上，熱量計于周圍環(huán)境的熱交換無法完

全防止，它對溫差測量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。

-

實驗儀器圖：

氧彈構造圖：

型氧彈卡計、ZDW-1A精細數(shù)字溫差測量儀、電腦氧氣鋼瓶、氧氣減壓閥、立式自動充氧器正丁醇

型氧彈卡計、ZDW-1A精細數(shù)字溫差測量儀、電腦氧氣鋼瓶、氧氣減壓閥、立式自動充氧器正丁醇

三、儀器與試劑

儀器：HR－15

試劑：

點火絲、剪刀、直尺、

鑷子、燒杯、大容量瓶

-

四、實驗步驟

(1)儀器準備

開啟ZDW-1A精細數(shù)字溫差測量儀的電源開關，溫度探頭放入熱

量計外桶。開啟計算機電源，進入Windows操作系統(tǒng)。大燒杯

中盛約800ml自來水，并放入3塊冰塊

(2)樣品準備

剪取10cm長的點火絲，將其兩端放入氧彈彈蓋上的點火電極的

槽縫，滑下電極上方的套圈，將點火絲固定。

將燃燒皿放在電子天平的托盤上，關閉天平門，待天平讀數(shù)穩(wěn)定

后，按下"ON〞鍵，天平讀數(shù)復零。小心地往燃燒皿中滴入約0.7

克樣品，關閉天平門，準確讀取樣品重量，記錄。

將裝有樣品的燃燒皿放入點火電極的鐵圈。用鑷子整理點火絲的

形狀，使點火絲的中間局部浸入樣品中。將彈蓋放在彈體上，旋

緊。在教師的指導下，向氧彈充入2Mpa的氧氣約2分鐘。小心

地將氧彈放入熱量計的桶。

將先前預備的冷水注入2000ml容量瓶中，再加自來水至刻度。

另一1000ml容量瓶，也加自來水至刻度。將此3000ml自來水

注入熱量計的桶。插上點火電源的插頭。蓋上熱量計的膠木蓋。

按下HR－15熱量計通用電控箱的電源開關，指示燈亮，按下"

攪拌〞按鈕，開場攪拌。

(3)測量

點擊電腦"開場〞→"程序〞→"熱量計〞，進入熱量計主菜單。選

T/J16.92716.92816.9316.93216.93316.93517.108

-T/J16.92716.92816.9316.93216.93316.93517.108

擇"發(fā)熱量測定〞，點擊"確定〞，進入發(fā)熱量測定菜單。輸入樣品

的重量〔質量〕。其余各個選項應該為：樣品名：Te*t21；分子

量：74；點熾熱：150J；儀器熱容：14600J/℃，假設無變化，

不用修改。閱讀菜單右邊的說明后再點擊"確定〞，進入測定窗口。

接下來，遵照電腦的提示操作。在測量了"末期〞的6個數(shù)據(jù)后，

電腦會彈出提示，此時，取出溫度探頭并記錄"熱容值〞、"燃燒熱

J/g〞、"燃燒熱J/mol〞、"冷卻校正值〞、"溫差＋校正〞等實

驗數(shù)據(jù)。點擊"數(shù)據(jù)存盤〞，輸入文件名，文件名為實驗者的漢語

拼音。點擊"退出〞。

(4)整理工作

關閉攪拌，翻開熱量計膠木蓋，拔下點火電源插頭，取出氧彈，

排去廢氣，檢查燃燒是否完全。將熱量計桶的水倒去并放回原處。

五、數(shù)據(jù)記錄及其處理

我組得到的實驗數(shù)據(jù)如下列圖：

t/min

1

2

3

4

5

6

6.25

17.60217.86718.12718.22718.30818.36618.41618.44618.4818.50218.51518.53518.5518.56118.57218.58318.59218.59818.60418.60818.615

-17.60217.86718.12718.22718.30818.36618.41618.44618.4818.50218.51518.53518.5518.56118.57218.58318.59218.59818.60418.60818.615

6.5

6.75

7

7.25

7.5

7.75

8

8.25

8.5

8.75

9

9.25

9.5

9.75

10

10.25

10.5

10.75

11

11.25

11.5

18.6218.62318.62518.62718.62818.6318.6318.63118.63218.63118.63118.63218.632

-18.6218.62318.62518.62718.62818.6318.6318.63118.63218.63118.63118.63218.632

11.75

12

12.25

12.5

12.75

13

13.25

13.5

14.5

15.5

16.5

17.5

18.5

將數(shù)據(jù)用E*cel軟件處理后得到折線圖如下：

系列1t/min

-系列1t/min

T/J19

18.5

18

17.5

17

16.5

161357911131517192123252729313335373941

經(jīng)過對圖表的分析可知，在點火前，探頭檢測到的溫度變化

不大。而在點火后，溫度急速上升。在實驗的后期，溫度又逐漸

趨于平穩(wěn)，說明燃燒已根本完成。通過分析，我們知道這次實驗

點火是成功的，實驗結果具有一定的參考性。

通過的數(shù)據(jù)的分析，我們組測量到的正丁醇的燃燒熱為

2496.2KJ/mol，而根據(jù)查閱資料，我們發(fā)現(xiàn)，正丁醇的標準熱

燒熱為2673.2KJ/mol，據(jù)此我們可知，本次實驗還是有一定的

誤差，測量值低于標準值，說明在測量過程中熱量有一定的損耗，

不過損耗不大，實驗結果在可承受圍之。

通過對實驗過程的分析，我認為導致熱量損耗的因素主要如

下：1、系統(tǒng)誤差：實驗儀器氣密性不夠好，裝置的蓋子不能完全

蓋嚴實，有一定的空隙，此空隙導致實驗過程中熱量的散失；2

偶然誤差：在將3000ml自來水注入熱量計的桶時，沒有確保參

加冰塊后的自來水溫度比外桶溫度〔室溫〕低1℃，此疏忽導致實

-

驗中熱量散失加劇，從而導致燃燒熱測量值的偏低。

由于從數(shù)據(jù)分析得知，點火前溫度變化不大，即由環(huán)境輻射

和攪拌引進的熱量所造成的升溫不多，所以，不需采用雷諾溫度

校正圖進展校正。

實驗結論：

通過此次實驗，我們了解了熱量計中主要局部的作用，掌握

數(shù)字式氧彈熱量計的實驗技術，用數(shù)字式氧彈熱量計測量了燃燒

熱。通過測量，我們得到正丁醇的燃燒熱為2496.2KJ/mol，通

過查閱資料，我們發(fā)現(xiàn)正丁醇的標準燃燒熱為2673.2KJ/mol。

實驗結果較接近標準值。通過對實驗過程的分析，我們認為