冰的比热熔测定报告
冰的比热熔测量实验报告
【实验目的】 学生姓名： 学号： 专业班级：电子信息工程152班 座位号：9号 实验时间：第7周周三下午7、8节
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。
【实验仪器】
保温杯一只、数字万用表、水银温度计、湿度计一只，药物分析天平 1 台（最小分度值 2 克），吸水纸、水、冰足量、电子秒表一只。 【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
冰的熔解热的实验公式为 (m 2c 0 + m3c 1 + m4c 2 )(T 1 -T 2 ) = m1L + m1T 2C 0 ----------------- (1)
1 2 2
式中水的比热容 C0=4.18×103J/kg℃。 L = 1 (m c + m c + m c )(T -T ) -T C 0 ---------------- (2) m 1 2 0 3 1 4 2
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 t t = k ( T - T 0 )
系统与周围交换的热量 q 近似与温度差成正比，其数学式为 q
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 B G k ( T - θ ) d t
t q 吸 = ⎰t G c k ( T - θ ) d t ⎰t 温度从降到 T2 过程是系统从环境吸热。
和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。
本实验对温度的测量采用精度为 1℃的水银温度计和数字万用表测温档。
【实验步骤】
（1）用冰箱制备 0℃的冰（2）对纯冰的质量和水的
初温、水的质量的初步考虑
使水的初温比室温高约 10℃～15℃，水的终温应比室温低。要求初温、终温各自与室温的绝对差值大致相等。实验时，尚需注意水的终温不能低于当时的露点，否则周围的水汽将会凝结在量热器内筒的外壁上，并向待测系统释放热量。因此，实验前应测定露点，选
择水的初温；水的体积约占内筒的 1 1 为宜。
2 3
（3） T-t 曲线的测定 按上述估算，在量热器内筒加入适量的水，并将水温加热至估计的初温值。用天平分别称出加水前后的量热器的质量。准备好冰块，按下秒表，开始记录水温与时间的关系，5-6 分钟后，把准备好的冰块揩干投入水中，继续记录水温与时间的关系，直至温度上升 5-6 分钟后为止，测出加冰后量热器的质量。自拟数据表格。
注意： 测量过程盖子应盖好，还要不停地用搅拌器轻轻地搅拌内筒中的水，以保证热学系统的温度均匀，同时防止内筒中的水搅出内筒外和桌面上，以保持内筒中水的质量不减少；冰的质量 m 应在测出末温 T2 后再称量。
【数据记录与处理】
【误差分析】
1. 测量过程盖子没盖好.
2. 加入冰块后记录数据的时间间隔过长
3. 水初温和终温与室温的差的绝对值相差略大
【实验心得】
做实验之前应该要充分理解实验的目的，要有大致的计划和步骤，不能盲目
进行，对数据的记录要及时，并且要保证数据的真实性。在加冰时温度变化的
特别迅速，在此时应该减小记录时间间隔，和同学配合好，将温度随时间的变
化曲线准确记录下来。要耐心去做。最后，数据处理过程要精确。