冰的熔解熱的測定

2021-02-13 在線物理實驗

在線物理實驗 丨 這是一篇關於冰的熔解熱的測定的文章

【實驗原理】

1.熔解熱概念

單位質量的固體物質在熔點時變成同溫度的液體所吸收的熱量，稱為該物質的熔解熱。

2.實驗方法-混合量熱法

實驗條件:幾個溫度不同的物體相混合，熱交換僅在物體之間進行與外界沒有熱量交換

實驗過程:將質量為m、溫度為T0的冰與質量為m1、溫度為T1的水在量熱器內筒m2中混合攪拌(攪拌器m3)，冰全部熔解為水後，水的平衡溫度T2

在這個過程中

低溫物體吸收熱量(0 ℃冰→0 ℃水→升溫到T2)

Q吸＝mλ+mc1(T2-T0)

高溫物體放出熱量(m1、m2、m3、從T1降到T2)

Q放＝(m1c1+m2c2+m3c3)(T1-T2)

根據能量守恆

高溫物體放出熱量等於低溫物體吸收熱量

Q放=Q吸

實驗條件如何保證？

2.實驗條件的滿足-散熱補償法

只要系統溫度與外界存在溫差，系統就不能達到完全絕熱的要求。

T1--系統初溫  

T'--環境溫度

T2--系統末溫

T>T'時，系統向外界散熱

T<T'時，系統向外界吸熱

散熱補償法--設法使系統在實驗中從外界吸收熱量等於系統散失熱量，即上圖中SA=SB

即系統吸收熱量可以補償散失熱量，實現散熱補償目的。

●保證在實驗過程中，系統從外界吸收的熱量等於系統散失的熱量

●恰當選擇實驗參量(溫度、質量)可以使初溫高於室溫10-15℃，選擇足夠的冰

【實驗操作】

注意測量順序和實驗條件

⑴記錄環境溫度T0

⑵測乾燥情況下內筒質量m2、攪拌器質量m3

⑶將高於環境溫度10℃的水倒入內筒，約佔內筒體積一半，稱出內筒和水的總質量，求出水的質量m1

⑷將水稍做攪拌後將擦乾水珠的0℃冰(實驗室提前拿出)投入內筒(記下投冰前溫度T1)，蓋蓋攪拌(攪拌器不要和內筒有摩擦)

⑸記下平衡溫度T2，稱出內筒、水和冰塊的總質量，計算冰塊質量m

【實驗數據】

⑴ 計算冰的熔解熱

⑵將結果與理論值λ理=3.329×10 J/kg進行比較，計算相對誤差

附：數據處理的具體要求規範

數據處理要體現過程

❶有關係式

v=λ × f =0.00950×37179=352.20m/s

❷有代值計算過程

v=λ × f =0.00950×37179=352.20m/s

❸有結果單位

v=λ × f =0.00950×37179=352.20m/s

數據結果表示

若 v=352.20m/s      uv=1.2m/s

v±2uv=(352±3)m/s

先對擴展不確定度進行修約，取一位有效數字只進不舍；

後對測量值進行修約，測量值與不確定度最末位數取齊四捨五入



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