1、实验 10 冰的比熔解热的测定 【 实验目的 】 学会用混合法测定冰的比熔解热。 掌握温度与时间的关系曲线,练习用冷热补偿法修正散热。 【 实验仪器 】 量热器 ,温度计 ,天平 ,秒表 ,游标卡尺 ,吸水纸。 【 实验原理 】 比熔解热。 1Kg的某种晶体熔解成同温度的液体所吸收的热量称为言为言为该晶体的比熔解热,用公式表示为 式中 L 晶体的比熔解热; Q 晶体吸收的热量; M 晶体的热量。 测量方法 本实验是根据热平衡原理,利用混合法测冰的比熔解热。热平衡原理参见本章实验一部分,测量方法是将冰投入到温水中。温水、内筒、搅拌器及浸入不中部分的温度计是高温物体,混合时放出热量;冰是低温物体,
2、混合时吸收热量。 设冰的质量 M,初温 ;水的质量 m,初温 ;内筒及搅拌器质量 ;混合后的平衡温度 。根据热平衡原理得 : 由此得 : 利用温度与时间的关系曲线进行温度修正。在冰水混合过程中,开始时水的温度 T大于环境温度 系统向外界放出热量;混合物后期水的温度 T小于环境温度 ,系统从外界吸收热量。在实验中我们可以进行以下设计,使整个实验过程中系统与环境间的热量传递前后彼此抵消。混合过程中水温随时间的变化曲线如图所示。在刚投入冰时,水温高,冰的有效面积大,熔化快,因此系统温度(即量热器中水温)降低,随着冰溶化速度减慢,水温的降低速度也变慢了。图中 和 和 是混合前后水的初温和终温, 及 是
3、混合时与混合结束的时刻。经推导,若面积 则可以认为混合过程中吸热和散热相互抵消。要使 ,就必须使 ,究竟 和 应取多少,要在实验中根据具体情况来定。 【 内容要求 】 测量量热器内筒和搅拌器的质量 。 在内筒中放半筒左右的温水(水温高出环境温度约 )。称出质量 。 盖好量热器,搅动搅拌器,启动搅拌器,启动秒表,每隔0.5min记录一次温度值 ,3min时读温度 。然后放入冰块继续搅拌 ,每隔 15s记录一次温度值 ,直到温度下降缓慢后 ,每隔0.5min读一次温度值, 3min后停止。 拿出内筒称其质量 , 则即为冰的质量 M。 【 数据处理 】 记录数据如下: 自拟表格记录温度与时间的关系数据。 作温度与时间的关系曲线,求终温。 求冰的比熔解热,并求百分差。