冰的熔解热实验报告VIP专享VIP免费

南昌大学物理实验报告课程名称：物理设计类实验实验名称：冰的熔解热的测定学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：第八周星期三下午十五时四十五分开始一、实验目的：1、理解冰的熔解热测量实验的设计原理及实验所必须具备的条件。2、掌握用混合量热法测定冰的比熔解热的。3、学会用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法。4、熟悉数字温度计及水银温度计的使用。二、实验原理：单位质量的固体物质在熔点时从固态全部变成液态所需的热量，称为该物质的比熔解热，一般用L来表示。实验时将质量为m1克0℃的冰投入盛有m2克T1℃水的量热器内筒中，设冰全部熔解为水后平衡温度为T2℃，设量热器内筒、搅拌器的质量分别为m3、m4，其比热容分别为C1、C2和水的比热容为C0。根据混合量热法的原理，冰全部熔解为同温度（0℃）的水以及其从0℃升到T2℃过程中所吸收的热量等于其余部分（水m1、量热器内筒m3、搅拌器m4）从温度T1℃降到T2℃时所放出的热量，有(m2c0m3c1m4c2)(T1T2)m1Lm1T2C0-----------(1)冰的熔解热的实验公式L=1/m1(m2c0+m3c1+m4c2)(T1-T2)-T2C0--------------（2）式中水的比热容C0=4.18×103J/kg℃。本实验“热学系统”依据混合量热法测量冰的熔解热，必须在系统与外界绝热的条件下进行实验。为了满足此条件，从实验装置、测量方法和实验操作等方面尽量减少系统与外界的热交换。但由于实际上往往很难做到与外界完全没有热交换，因此，必须研究如何减少热量交换对实验结果的影响，也就是在实验中，要进行散热修正，使系统的散热与吸热相互抵消。牛顿冷却定律指出，当系统与环境的温度差不大（不超过10～15℃）时，单位时间内该系统与周围交换的热量△Q/t△近似与温度差成正比，其数学式为△Q/△t=k(T-T0)式中T为系统的温度，T0为环境的温度，k为散热系数，只与系统本身的性质有关。由此可知，用混合量热法测冰的熔解热时，应尽量让室温处在水的初、终温之间，使系统向外界吸、放的热量基本抵消。在实验过程中，从混合前一段时间到混合后一段时间均记下温度和时间的关系，绘制T-t曲线，如图(1)中的实线部分。图中T1约为B点对应的水的初温，T2约为C点对应的系统平衡温度，我们用眼睛估寻一个温度，由它对应的G点绘制一条EGF直线平行于T轴，它与BGC线组成两个小面积BGE和CGF。估寻的原则是这两个小面积相等。图(1)中由T1降温到'过程是系统向环境散热：q散ttBGk(T)dt温度从'降到T2过程是系统从环境吸热：q吸ttGck(T)dtq吸和q散正是上述两个小面积，他们相等时便使交换的总热量正好为零。应该指出，由于冰块越溶越小，表面积也变小，交换热量速度变慢，所以T-t曲线上的BC段明显地不是直线，其斜率越来越小。本实验对温度的测量采用精度为1℃的水银温度计和数字万用表测温档。三、实验仪器：保温杯一只、数字万用表、水银温度计、湿度计一只，药物分析天平1台（最小分度值2克），吸水纸、水、冰足量、电子秒表一只。四、实验内容和步骤：1.测出量热器内筒的质量和搅拌器的质量。2.测出室温Tr。3.配制温水，水温高于室温150C左右。4.测出温水的质量m2，其水位约为内筒高度的三分之二。5.当水温高于室温80C左右时测自然降温曲线（AB）段5min,每1分钟记录一次温度值。6.尽快投冰，用搅拌器不断轻轻搅拌，每15s记录一次温度值，直到温度不再下降。7.测自然升温曲线（DE段）5min,每1min记录一次温度值。8.测出冰块的质量m1。9.自己拟定数据记录表格，记录测量数据。10.用坐标纸作图，用查小方格个数的方法确定面积，求出T1、T2，求出冰的熔解热λ，并与标准值334.4J/g比较，求出相对误差，并进行误差分析。五、实验数据与处理：保温瓶、搅拌器、温度计质量M1（g）加水后M2（g）水溶解后M3（g）水质量M2-M1（g）冰质量M3-M2（g）408.6597.2647.2188.650.0加入热水后升温过程时间012345温度32.132.432.332.232.132在5分钟时刻加入冰块，并在5分30秒第一次记录数据时间（s）03045607590105温度（摄氏度）3228.322191514.213时间（s）120135150165180195210温度（摄氏度）1211.811.611.41...