大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講義(冰的熔化熱) (1)

1、混合法測(cè)冰的熔化熱一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握基本的量熱方法——混合法；2、測(cè)定冰的熔化熱；3、學(xué)習(xí)消除系統(tǒng)與外界熱交換影響量熱的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器和用具：二、實(shí)驗(yàn)儀器和用具：量熱器、數(shù)字溫度計(jì)、燒杯、電子天平、冰柜、恒溫水浴鍋、保溫桶、秒表、毛巾。三、實(shí)驗(yàn)原理：三、實(shí)驗(yàn)原理：在一定壓強(qiáng)下，固體發(fā)生熔化時(shí)的溫度稱為熔化溫度或熔點(diǎn)，單位質(zhì)量的固態(tài)物質(zhì)在熔點(diǎn)時(shí)完全熔化為同溫度的液態(tài)物質(zhì)所需要吸收的熱量稱為熔化熱，用表示單位為L(zhǎng)或。J

2、KgJg1、熔化熱的計(jì)算若將質(zhì)量，溫度為的冰塊置入量熱器內(nèi)，與質(zhì)量為，溫度為的水相混合，m00C0m0t設(shè)量熱器內(nèi)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)溫度為。若忽略量熱器與外界的熱交換，根據(jù)熱平衡原理1t可知，冰塊熔化成水并升溫吸熱與水和內(nèi)筒等的降溫放熱相等。即：01001101()()mLmCtmCmCtt????解得冰的熔化熱為：001101011()()LmCmCttCtm???上式中：為水的比熱，為量熱器內(nèi)筒及攪拌器的質(zhì)量和比004.18()CJg

3、C?A1m1C熱（二者同材料），、為冰熔化前后系統(tǒng)處在熱平衡時(shí)的溫度。實(shí)驗(yàn)中可測(cè)出0t1t的值，為已知量，故可以求出冰的熔化熱的值。0101mmmtt01CCL2、系統(tǒng)始末溫度的修正上述結(jié)論是假定在冰熔化過(guò)程中，系統(tǒng)與外界沒有熱交換的條件下。實(shí)際上，系統(tǒng)與外界只要有溫度差異就必然有熱交換存在。因此必須考慮如何防止或進(jìn)行修正，以減少熱交換的影響。第一，冰塊在投入量熱器水中之前要吸收熱量，這部分熱不容易修正，應(yīng)盡量縮短投放冰塊的時(shí)間。第二，

4、引起測(cè)量誤差最大的原因是這兩個(gè)溫度值，這是由于冰熔化過(guò)程中量熱器01tt與環(huán)境有熱交換。若大于環(huán)境溫度，小于，則混合過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外先是放熱，0t?1t?后是吸熱，至使溫度計(jì)讀出的初溫和末溫都與理想情況下的初溫和末溫有差異。因此，0t1t必須對(duì)和進(jìn)行修正。修正方法用圖解法進(jìn)行。0t1t而在理想的熔化曲線中，系統(tǒng)對(duì)外放出的總熱量為。要使兩BDBBCFCGDDQkSkS??????曲線表示的系統(tǒng)放出的熱量相等，則要求，即BMBMDDBBCF

5、CGDDkSkSkSkS?????????BBMMDDBBMBCFCGDMCCCCDDBBCFCGDDSSSSSSSSS??????????????????四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、測(cè)定冰的熔化熱①、用天平稱量熱器內(nèi)筒及攪拌器的質(zhì)量，并確認(rèn)其材料性質(zhì)，若為銅制取1m，若為鋁制取，為銅制否則位鋁制的；10.39()oCJgC?A10.90()oCJgC?A1100mg?測(cè)室溫。?②、在內(nèi)筒中注入高于室溫恰當(dāng)溫度的水，約為內(nèi)筒

6、容積35，稱量其總質(zhì)量，求出所取水的質(zhì)量，按裝好儀器裝置，并放置三分鐘左右。10mm?0m③、研究投冰前、冰熔化和系統(tǒng)溫度回升三階段水溫。不停地用攪拌器緩慢攪拌內(nèi)筒中的水，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)開始測(cè)量。在讀出第一個(gè)溫度值的那一刻作為秒表的計(jì)時(shí)零點(diǎn)（即秒表從此開始計(jì)時(shí)，以后不要暫?；蚯辶?，直至測(cè)溫全部結(jié)束），以后每30秒記錄一次水溫。在秒表顯示約5分鐘時(shí)，將擦干水的0℃的冰敏捷地放到量熱器內(nèi)（不要讓水濺出來(lái)），繼續(xù)測(cè)溫，直至第三個(gè)階段結(jié)

7、束（第三階段測(cè)量5分鐘）。特別注意，在整個(gè)測(cè)溫過(guò)程中：特別注意，在整個(gè)測(cè)溫過(guò)程中：①不停緩慢的攪拌；不停緩慢的攪拌；②測(cè)溫過(guò)程記錄的數(shù)據(jù)要等間測(cè)溫過(guò)程記錄的數(shù)據(jù)要等間隔連續(xù)。隔連續(xù)。④、稱量總質(zhì)量，求出冰的質(zhì)量；交指導(dǎo)教師檢查數(shù)據(jù)后，將儀器擦干10mmm?水，整理復(fù)原。⑤、根據(jù)上述3步記錄的數(shù)據(jù)，在二維直角坐標(biāo)紙上作出類似于原理圖的時(shí)間~溫度曲線，由圖讀出F、G點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度值分別為和的值。0t1t⑥、求出冰的熔化熱及其相對(duì)誤差（與標(biāo)準(zhǔn)值