冰的熔解热实验报告.docx

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：**：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场一、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℃水的量热器筒中，设冰全部熔解为水后平衡温度为 T2℃，设量热器筒、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局部〔水 m1、量热器筒 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展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，要进展散热修正，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、放的热量根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)中的实线局部图中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q，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q'过程是系统向环境散热：q 散= òt tBG k ( T - q ) d t温度从q'降到 T2 过程是系统从环境吸热：q 吸= òt tGc k ( T - q ) d tq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，外表积也变小，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、实验容和步骤：1. 测出量热器筒的质量和搅拌器的质量2. 测出室温3. 配制温水，水温高于室温左右4. 测出温水的质量m2，其水位约为筒高度的三分之二5. 当水温高于室温左右时测自然降温曲线〔〕段,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，每记录一次温度值，直到温度不再下降7. 测自然升温曲线〔段〕,每记录一次温度值8. 测出冰块的质量m19. 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、，求出冰的熔解热，并与标准值比拟，求出相对误差，并进展误差分析五、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〕408.6597.2647.2188.650.0参加热水后升温过程时间012345温度32.132.432.332.232.132在5分钟时刻参加冰块，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〕1211.811.611.411.211.211.2温度大概稳定后时间〔s〕240300360420480540温度〔摄氏度〕11.211.411.611.81212由数据可以作图：得T1=31.8摄氏度，T2=10.6摄氏度。

由公式得：L=相对误差：六、误差分析：1.试验中，取得的水过满，导致有些热量从保温瓶盖散失，导致测得的熔解热偏小2.在试验中，由于参加冰块时，不能及时测得数据，而温度下降是很快的，导致数据测量不及时3.由于参加冰块时，温度下降过快，导致读数误差极大，往往没看清读数，示数就已经变化巨大，导致误差的出现4.在作散热修正时，由于手工估计面积，导致T1、T2的误差也会特别大七、个人实验经过：1.我在小组中负责计时和读示数工作2.第一次实验由于参加冰后温度下降过快，导致计数读数和记时配合失误，导致参加冰后的计数出现重大失误，实验失败3.第二次试验改良，参加稍少量得冰，但由于参加冰块后搅拌不及时，导致在融化厚还存在温度上升的错误数据，实验失败4.吸取前两次教训，第三次实验前期准备充分，实验成功5.第四次实验，由于前三次实验的经历，第四次实验数据最接近理想值，故本实验报告取第四次测量值八、附上原始数据：. >。