文档介绍：南昌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: 学生姓名: 学号: 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始一、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 ℃水的量热器内筒中, 设冰全部熔解为水后平衡温度为 T2 ℃, 设量热器内筒、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部分(水 m1 、量热器内筒 m3 、搅拌器 m4 )从温度 T1 ℃降到 T2 ℃时所放出的热量,有(m 2c 0?m 3c 1?m 4c 2 )(T 1?T 2)?m 1L? m 1T 2C 0 ---- ------ -(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= × 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行实验。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, 要进行散热修正, 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,单位时间内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、放的热量基本抵消。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) 中的实线部分。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,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?' 过程是系统向环境散热: q 散??? t? t B G ???k?(?T ??????)?dt 温度从?' 降到 T2 过程是系统从环境吸热: q 吸??? t? t G c???k?(?T ??????)?dtq 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, 表面积也变小, 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