液體比化熱測(cè)量1

《液體比化熱測(cè)量1》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、液體比汽化熱測(cè)量?jī)x物質(zhì)比氣熱的測(cè)量是物理學(xué)的基本測(cè)量之一，屬于量熱學(xué)范圍。其概念和方法在許多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解液體比汽化熱的原理和方法2了解量熱實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因及減少誤差的措施二、實(shí)驗(yàn)原理物質(zhì)由液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化的過程稱為汽化，液體的汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種不同的形式。不管是那種汽化過程，它的物理過程都是液體中一些熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能較大的分子飛離表面成為氣體分子，而隨著這些熱運(yùn)動(dòng)較大分子的逸出，液體的溫度將要下將，若要保持溫度不變，在汽化過程中就要供給熱量。通常定義單位質(zhì)量的液體在溫度保持不變的情況下轉(zhuǎn)化為氣體時(shí)所吸收的熱量稱為該液體的比汽化熱。液體的比汽化

2、熱不但和液體的種類有關(guān)，而且和汽化時(shí)的溫度有關(guān)，因?yàn)闇囟壬?，液相中分子和氣相中分子的能量差別將逐漸減小，因而溫度升高液體的比汽化熱減小。物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)的過程稱為凝結(jié)，凝結(jié)時(shí)將釋放出在同一條件下汽化所吸收的相同的熱量，因而，可以通過測(cè)量凝結(jié)時(shí)放出的熱量來測(cè)量液體汽化時(shí)的比汽化熱。本實(shí)驗(yàn)采用混合法測(cè)定水的比汽化熱。方法是將燒瓶中接近100的水蒸汽，通過短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳膠管)插入到量熱器內(nèi)杯中。如果水和量熱器內(nèi)杯的初始溫度為，而質(zhì)量為M的水蒸汽進(jìn)入量熱器的水中被凝結(jié)成水，當(dāng)水和量熱器內(nèi)杯溫度均一時(shí)，其溫度值為4，那么水的比汽化熱可由下式得到：　

3、　　　1）其中，為水的比熱容；ｍ為原先在量熱器中水的質(zhì)量；CA1為鋁的比熱容；ｍ1和ｍ2分別為鋁量熱器和鋁攪拌器的質(zhì)量；3為水蒸汽的溫度；L為水的比汽化熱。集成電路溫度傳感器AD590是由多個(gè)參數(shù)相同的三極管和電阻組成。該器件的兩引出端當(dāng)加有某一定直流工作電壓時(shí)（一般工作電壓可在4.5V－20V范圍內(nèi)），如果該溫度傳感器的溫度升高或降低1，那么傳感器的輸出電流增加或減少1A，它的輸出電流的變化與溫度變化滿足如下關(guān)系：I＝B·＋A　　　　　　　　　　　2）　其中，I為AD590的輸出電流，單位A/；為攝氏溫度，B為斜率，A為攝氏零度時(shí)的電流值，該值恰好與冰點(diǎn)的熱力學(xué)溫

4、度273K相對(duì)應(yīng)(實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)放在冰點(diǎn)溫度時(shí)進(jìn)行確定)。利用AD590集成電路溫度傳感器的上述特性，可以制成各種用途的溫度計(jì)。在通常實(shí)驗(yàn)時(shí)，采取測(cè)量取樣電阻R上的電壓求得電流I。三、實(shí)驗(yàn)裝置4圖1實(shí)驗(yàn)裝置圖A燒瓶蓋；B燒瓶；C通汽玻璃管；D托盤；E電爐；F絕熱板；G橡皮管；H量熱器外殼；I絕熱材料；J量熱器內(nèi)杯；K鋁攪拌器；L、AD590；M溫控和測(cè)量?jī)x表四、實(shí)驗(yàn)方法1、集成電路溫度傳感器AD590的定標(biāo)。每個(gè)集成電路溫度傳感的靈敏度有所不同，在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將其定標(biāo)。按圖2要求接。（實(shí)際在我們提供的測(cè)量?jī)x器中已經(jīng)接好電阻為10001%，數(shù)字電壓表為四位半，傳感器加電

5、源電壓為6V。你只要把AD590的紅黑接線分別插入面板中的輸入孔即可進(jìn)行定標(biāo)或測(cè)量）。把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用最小二乘法進(jìn)行直線擬合，求得斜率B，截距A和相關(guān)系數(shù)ｒ。圖242、水汽化熱的實(shí)驗(yàn)：①、用物理天平或電子天平秤量熱器和攪拌器的質(zhì)量m1+m2，然后在量熱器內(nèi)杯中加一定量的水，再秤出盛有水的量熱器和攪拌器的質(zhì)量減去m1+m2得到水的質(zhì)量m。②、將盛有水的量熱器內(nèi)杯放在冰塊上,預(yù)冷卻到室溫以下較低的溫度。但被冷卻水的溫度須高于環(huán)境的露點(diǎn)，如果低于露點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)過程中量熱器內(nèi)杯外表有可能凝結(jié)上簿水層，從而釋放出熱量，影響測(cè)量結(jié)果。將預(yù)冷過的內(nèi)杯放還量熱器內(nèi)再放在水蒸汽管下，使通汽

6、橡皮管插入水中約1厚米深，注意汽管不宜插入太深以防止通汽管被堵塞。③、將盛有水的燒瓶加熱，開始加熱時(shí)可以通過溫控電位器順時(shí)針調(diào)到底，此時(shí)瓶蓋移去，使低于100的水蒸汽從瓶口逸出。當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)水沸騰時(shí)可以由溫控器調(diào)節(jié)，保證水蒸汽輸入量熱器的速率附合實(shí)驗(yàn)要求。這時(shí)要首先讀下溫度儀的數(shù)值1。接著把瓶蓋蓋好繼續(xù)讓水沸騰向量熱器的水中通蒸汽并攪拌量熱器內(nèi)的水，通過時(shí)間長(zhǎng)短，以盡可能使量熱器中水的未溫度2　與室溫的溫差同室溫與初溫1差值相近，這樣可使實(shí)驗(yàn)過程中量熱器內(nèi)杯與外界熱交換相抵消。④、停止電爐通電，并打開瓶蓋不再向量熱器通汽，繼續(xù)攪拌量熱器內(nèi)杯的水，讀出水和內(nèi)杯的未溫度2。

7、再一次秤量出量熱器內(nèi)杯水的總質(zhì)量M總。經(jīng)過計(jì)算，求得量熱器中水蒸汽的質(zhì)量M＝M總－M0。(M0為未通汽前，量熱器內(nèi)杯、攪拌器和水的總質(zhì)量)⑤、將所得到的測(cè)量結(jié)果代入公式(1)，即：求得水在100時(shí)的比汽化熱。4五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果1、集成電路溫度傳感器AD590定標(biāo)結(jié)果。/u/mVI/uA經(jīng)最小二乘法擬合得B＝A/;A=A;2、水的比汽化熱的測(cè)量數(shù)據(jù)如下：m1=g;m2=g；編號(hào)m/gU1/mv1/U2/mv2/M總/gM/g123Cw=4.187103J/(kg·);CA1=0.9002103J/(kg·)4