测定水的汽化热

测定水的汽化热

一、实验目的:

1.学习用混合量热法测定水的汽化热。L=3.335×105J/kg

2.了解一种粗略修正散热的方法。

二、实验仪器:

DM-T数字温度计、LH-1量热器、WL-1物理天平、蒸馏烧瓶、电炉、秒表、毛巾等

三、实验原理

在一定的外部压强下,液体总是在一定的温度下沸腾,在沸腾过程中,虽然对它继续加热,但液体的温度并不升高。可见,在把液体变成汽体时,要吸收热量。为此引进汽化热这个物理量,来表示在一定温度及压强下,单位质量的液体变成同温度的汽所需要的热量,即:

    反过来,当汽体重新凝结成液体时就会放出热量。所放出的热量跟等量的液体在同一条件下汽化时所吸收的热量相同。即:汽化热=凝结热

    由此,本实验通过测定出水蒸汽在常压条件下凝结热,从而根据上式,间接得到水在沸点时的汽化热。

蒸汽从发生器出来,经玻璃管进入量热器内筒中凝结成水,放出热量,使量热器内筒和水的温度由初温升到,设凝结成水的蒸汽质量为,蒸汽由℃变到℃的有个中间转化过程,那就是℃的水蒸气首先转化成℃的水,这时要放出热量,即凝结热;然后℃的水再与冷水混合,最终达到热平衡,平衡温度为℃,这时要放出热量

则总的放热量就是            

    设量热器和水的质量分别为,比热分别为则量热器、水所得到的热量(不考虑系统的对外散热):                     

式中由热平衡方程式            

则                       (1)

【散热修正】:上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论.实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在,因此必须考虑如何防止散热或对散热进行修正.

本实验中热量的散失主要是蒸汽通入盛有水的量热器中,混合过程中量热器向外散失的热量,由此造成混合前水的初温与混合后水的终温不易测准.为此,根据牛顿冷却定律来修正温度.

方法如下:在实验中作出水的温度-时间曲线,如图ABGCD所示,AB段表示混合前量热器及水的缓慢升温过程(由于其温度比室温低引起的);BC段表示混合过程;CD段表示混合后的冷却过程.过G点作与时间轴垂直的一条直线交ABCD的延长线于EF点,使面积BEG与面积CFG相等,这样,EF点对应的温度就是热交换进行无限快时的温度,即没有热量散失时混合前、后的初温1和终温. (隔10s或30s测一个点))

四、实验要求:

自拟实验步骤,设计数据记录表格,测定水的汽化热,并进行系统吸(散)热修正。

五、注意事项:

1.注意不要被蒸汽烫伤。

2.注意蒸汽发生器底部的玻璃管,上下升降时须小心谨慎,以免损坏。

3.量热杯晃动幅度要小,勿使液体溅出,否则严重影响实验结果。

【已知参数】:水的比热容c=4.186×103J/kg·℃,内筒(铁)的比热容为c1=0.448×103J/kg·℃

水的汽化热参考值L=2.2597×106J/kg

【数据表格】

测定水的汽化热实验数据表格

表格一 实验主表格

表格二 温度随时间变化数据表格

班级         序号       姓名            教师签字             日期        

 

 

 

 

 

 

【数据处理】计算水的汽化热L及其相对误差。

【思考题】

1. 实验开始时就将蒸汽导管通入量热器是否可以?为什么?

2.进入量热器中的水蒸汽混入一些水滴时,对实验有何影响?应该怎样进行修正?

 

第二篇:实验二十五_水的汽化热的测定

实验二十五   水的汽化热的测定

[目的]

1.学习测定水的汽化热的方法。

2.学会使用量热器及水银温度计。

3.学习选定实验条件和选择实验仪器。

4.学习系统误差的修正方法。

[仪器和用具]

量热器,水银温度计,冷凝器,滤汽室,蒸汽发生器,支架,夹子,天平,烧杯及秒表等。

[实验内容和要求]

测定水的汽化热,进行三次测量。

第一次测量为初测。主要目的是摸清实验条件,以估计冷热补偿的控制条件,保证在第二次的正式测量中取得满意的实验结果。测试的内容应包括:⑴ 冷水的初始温度的选择;⑵水的质量的选择;⑶ 通入蒸汽过程中系统的温度变化情况以及因漏热而引起的水的温度及系统温度的变化情况。与此同时,熟悉实验操作,保证在第二次正式实验时,一切操作都准确无误。为保证取得数据的可靠性,初测时的实验条件应在预习时事先设计好。

第二,三次测量是正式测量。是在根据第一次测量的结果重新调整实验条件和设计更完美的实验步骤和方法之后进行的。

将实验数据描点作图,用外推法确定冷水的初始温度及系统的末温的值,计算水的汽化热及相应的测量不确定度。

附:在完成上面的实验后,可利用本实验的仪器设计测量冰块的溶解热。

[注意事项]

1.向冷凝器通入蒸汽后立即充分搅拌,但不要将水溅出筒外。

2.进行第二,三次实验时,应将冷凝器中水倒掉并吹干。

3.为画出准确的实验进程温度曲线,读取温度和时间的数值时要对应读取。

[预习和思考题]

1.在了解实验原理和方法的基础上,设计出初测的实验条件及方法。

2.设计实验步骤及记录表格。

3. 设计出测量冰的溶解热的实验方案。

[课后作业题]

   请定性或定量说明课本156页的问题讨论。

相关推荐