文档介绍：热学实验涉及到对基本物理量之一的温度的测量. 因为只有在热平衡条件下系统各部分的温度才相同,所以测定系统的温度时,必须使系统处于热平衡状态. 实验五、冰的熔化热的测定(混合法) 实验五、冰的熔化热的测定(混合法) ?实验目的?实验内容?实验重点?实验仪器设备及材料?实验装置?实验原理?实验步骤?思考一、实验目的 ,掌握用混合法测定冰的熔解热。 。二、实验内容学****温度和热量的初步测定方法,掌握用混合法测冰的熔解热。三、实验重点 。 。四、实验主要仪器设备及材料分析天平,量热器,温度计,烧杯,水,电热杯, 冰箱, 量筒, 搅拌器,秒表,镊子。五、量热器量热器种类很多,因测量目的不同,:由绝热材料制成的外筒②和由良导体材料制成的内筒①⑥上,外筒口用胶木盖⑤盖住,胶木盖的中央孔用来插温度计③,旁边的小孔用来插搅拌器④.量热器这种内外筒封闭结构减少了对流和热传导,内筒壁又很光洁减少了热辐射,从而减少了筒内液体与周围环境的热交换. 六、实验原理 1、用混合法测定冰的熔解在一定的压强下,晶体熔解过程中的温度(称为熔点) 是不变的。单位质量的某种晶体熔解成同温度的液体所吸收的热量称为该晶体的熔解热。熔解热用λ表示,单位为 J/kg。混合量热法就是将待测子系统Ⅰ(在本实验中是冰块)和已知热容为的子系统Ⅱ(在本实验中是量热器内筒、搅拌器、温度汁浸没在水中的部分及水)混合, Ⅰ和Ⅱ组成一个近似与外界无热交换的孤立系统,根据热平衡原理,于是Ⅱ放出的热量全部被Ⅰ吸收,这就是混合量热法的基本原理。 2c??? 2cQ 设冰块的质量为 M、温度为(本实验只测温度差, 因此单位用℃方便,且在实验室条件下,冰块从冰水混合物中取出时=0℃),与质量为 m、温度为的水混合。冰全部熔解后系统达到热平衡时的温度为。量热器内筒和搅拌器的质量分别为和,比热容分别为和,水的比热容为,温度计的热容为 Cw 。由混合量热法的基本原理得到因此冰的溶解热为(1) 0? 0? 1? 2? 1m 2m 1c 2c 0c 0 2 0 0 1 1 2 2 w 1 2 ( ) ( )( ) M c M c m c m c m C ? ?? ??? ?????? 0 1 1 2 2 w 1 2 0 2 0 1 ( )( ) ( ) c m c m c m C c M ? ????? ??????温度计的热容 Cw可这样计算:水银温度汁由玻璃(密度,比热容为 J/(kg ·℃) 和水银(密度为,比热容为 J/(kg ·℃)),根据热容,两者的比热容与密度的乘积基本相同, 那么温度汁浸入液体部分的体积 V(立方米单位)对应的热容为(2) 将此值代人(1) 式,并取 J/(kg ·℃), =0℃,和都取摄氏度,可得(3) 3 10 14 .0? 33/ 10 kg ? 3 10 79 .0? 33/ 10 6. 13m kg ?Vc cm C??? 6 o w 10 (J/ C) C cm c V V ?? ??? 3 0 10 19 .4??c 0? 1? 2? 3 6 3 1 1 2 2 1 2 2 1 ( 10 10 )( ) 10 m c m c m V M ? ???? ???????? 2、根据牛顿冷却定律补偿散热 a. (或放出)一微小热量 dQ 而温度升高或降低, ,这个量 C ,在已知系统的热容情况下就可测出系统吸收(或放出),为了测量实验系统内各个子系统之间的热量交换,(参见本实验的装置介绍)就是为此而设计的实验装置,但量热器只能使实验系统粗略地接近一个孤立系统,因此应该估计实验过程中系统从外界环境中吸收(或放出)的热量及其对实验结果的影响。 d? dd QC?? d?当系统与外界环境的温度差相当小的情况下,系统单位时间内散失的热量与系统温度和环境温度的差成正比,数学表达式为(4) 这就是从大量实验总结出来的牛顿冷却定律。式