冰熔解热的测量

冰熔解热的测量冰熔解热的测量实验目的：实验目的：1、学会用混合法测量冰的溶解热2、学会用散热补偿法进行误差分析3、了解热学实验中的基本问题——量热和计温4.学习合理地选择系统参量和进行实验安排实验原理：实验原理：1、混合法测量冰的熔解热若将质量为 M、温度为 0℃的冰与质量为 m、温度为℃的水1t在量热器内混合，并全部熔解为水后，其温度为 t℃在实验系统接近于孤立系统的条件下，由能量守恒定律，且=吸放MctMQ吸))((12211ttcmcmmcQ放则ctttcmcmmcM))((112211式中、和 、分别为量热器内筒的质量和比热容；c 为水的比1m2m1c2c热容，测量式中各量即可求出2、散热补偿法只要实验系统与外界存在温度差，系统就不可能达到完全绝热要求因此就需采取一些方法进行散热修正本实验中，我们介绍一种粗略修正散热的方法——散热补偿法牛顿冷却定律指出，在系统温度 t 和环境温度 θ 相差不大时，散热速率与温度差成正比即)(tKddQ式中 τ 为时间；K 为散热常数，与系统表面积成正比，并随表面的吸收或散热辐射本领而变由上式可知，t>θ 时，0，系统向外界吸热。

散热补偿法的基本思想就是设法使系统在ddQ实验过程中能从外界吸热以补偿散热的损失，使系统与外界间的热量传递相互抵消本实验量热器中水的温度随时间的变化曲线如图所示在混合之初，冰块大，水温高，冰块熔解快；随着冰的熔化，水温降低，冰块变小，熔解变慢，系统温度的降低也就变慢了在这段时10~间里，温度由降为 θ，由上式公式可得系统放出的热量1tASKdtKQ010'12)(放式中负号表示放热，在时间内系统温度低于环10)(1dtSA21~境温度 θ，系统从外界吸收热量BSKdtKdtKQ02020'2121)()(吸式中21)(dtSB散热补偿法要求，因此只要使，系统对外界的吸放吸''ABSS 热和散热就可相互抵消，即系统吸收的热量可以补偿散失的热量，实现了散热修正的目的粗略的散热补偿，可将上述条件改写为BASS ))(())((122011tt如果上式中左边大于右边，可适当增加冰的质量或减少水的质量，或降低水的温度；若右边大于左边，则反之，以使上式近似满足实验仪器：实验仪器：量热筒（橡皮塞、搅拌器、绝热容器、保温物质、木盖、绝热架） 、温度计（最小刻度 0.1℃） 、物理天平及砝码、冰、温水、吸水纸、秒表、电冰箱（共用） 。

实验内容：实验内容：（1）测量环境温度，称量量热器内筒及搅拌器的质量、1m.2m（2）将高于室温的温水倒入量热器内筒，测量水及内筒的总质量 m，不停搅拌，每个半分钟记录一次温度，3 5 分钟后，将揩干:的冰块投入量热器中，搅拌并继续记录温度，作温度-时间曲线确定水的初温和冰水混合后的终温 1t2t（3）取出内筒，称量质量，将总质量减去搅拌器、内筒和水的总质量得冰块质量 M4）将以上各量带入式中计算得 ，并与冰在 0℃时的熔解热（值为 3.329×J/kg）比较510（5）算出测量结果，由于散热补偿法的特性，其关键在于控制初始温度、终温（第一稳定温度）与室温间的温度差尽量接近且符合牛顿冷却定律使用条件同时需控制使达到终温后的测量时间与初温至室温的时间相等因此，为达到最佳效果，我们需要选取多组 m、M 和值做对比试验，选取可信度较高的数据1t注意事项：注意事项：（1）测量中要时刻不停地搅拌，不要碰温度计和量热器，不要把水溅出内筒外2）温度计不要接触量热器和冰块，应悬于水中数据处理：数据处理：由于保温装置并非绝对隔热，故存在系统对环境放热，需对实验数据进行误差修正1、完成实验数据表2、分析并选取适当数据。

3、做出图像思考题：思考题：1. 水的初温选得太高或者太低有什么不好？2. 分析本实验产生误差的主要原因，如何改进？3. 实验中有哪些因素会影响测量冰的质量 M 的准确性？试估算其影响大小附：热水 初温 /℃第一 稳定 终温 /℃冰块 质量 /kg内筒 和水 总质 量 /kg水比 热容 /J/(k g*℃)量热 器比 热容 /J/(k g*℃)第二 稳定 温度 /℃到达 第一 稳定 温度 时间 /min到达 第二 稳定 温度 时间 /min实验组 数据 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154571温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154572温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154573温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154574温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154575温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154576温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154577温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154578温度/℃时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min303336394245485154579温度/℃ 时间/min0369121518212427 温度/℃ 时间/min3033363942454851545710温度/℃。