【目的和要求】
用混合法測定冰的熔化熱。
【儀器和器材】
量熱器(J2251型),學(xué)生天平(J0104型),溫度計(jì)(0-100℃),溫水,0℃的冰塊約100克,干布,小勺子,鑷子,小燒杯2個(gè)。
【實(shí)驗(yàn)方法】
1.將量熱器內(nèi)筒(包括攪拌器)擦干凈,用天平稱出量熱器內(nèi)筒和用同種材料制成的攪拌器的質(zhì)量m筒,再查出量熱器內(nèi)筒所用材料的比熱[容]C筒。記下室內(nèi)溫度。
2.在量熱器內(nèi)筒中裝入大約100克比室溫高10-12℃的溫水,用天平稱出內(nèi)筒(包括攪拌器)和水的質(zhì)量(m筒+M水),減去內(nèi)筒的質(zhì)量m筒求得水的質(zhì)量M水。
3.將內(nèi)筒放入量熱器外筒內(nèi)的木架上,蓋好蓋子,并將溫度計(jì)插好,測出量熱器內(nèi)筒中水的溫度t0。
4.取一些正在熔化的碎冰塊(0℃),把冰塊上的水擦干,然后小心地把它放入量熱器內(nèi)筒中,不要使水濺出。投冰量應(yīng)當(dāng)使最后混合溫度大約低于室溫10-12℃為好。
5.用攪拌器上下輕輕攪動量熱器內(nèi)筒里的水,待水里的冰塊完全熔化。當(dāng)水上下部分的溫度穩(wěn)定時(shí),記下溫度計(jì)所指示的最低溫度,即混合溫度t。
6.用天平稱出量熱器內(nèi)筒、水和冰的總質(zhì)最(m筒+M水+m冰),然后算出冰的質(zhì)量m冰。將以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入上表。
7.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用(1)式求出冰的熔化熱的實(shí)驗(yàn)平均值。
【注意事項(xiàng)】
1.量熱器和外界實(shí)際上有熱交換,造成實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中使水溫在高于室溫10-12℃和低于室溫10-12℃之間變化,就是為了使它從外界吸熱和向外界放熱的量大致相等,從而盡量減小因熱交換引起的實(shí)驗(yàn)誤差。為了控制好水溫的變化范圍,冰和水的質(zhì)量比大約為2:15;實(shí)驗(yàn)時(shí),不可一次投冰過多。
2.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將大冰塊敲碎,加入少許水放入保溫瓶中,以確保實(shí)驗(yàn)時(shí)冰的溫度為0℃。冰在投入量熱器前要用毛巾擦干,冰塊不可太大否則不利于冰和水的熱交換,冰塊也不宜太小,過小時(shí),投入前,冰表面已熔為水的部分所占比例過大,也會增大實(shí)驗(yàn)誤差。
3.冰塊放入量熱器后,要不停攪拌,以加速冰和水的熱交換。要在溫度計(jì)示數(shù)最低時(shí)讀混合溫度t。
【思考題】
1.如果實(shí)驗(yàn)中水的初溫t0和混合溫度t都比室溫高,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是偏大還是偏小?
2.為什么使混合溫度t低于室溫,就有可能減小量熱器和外界的熱交換而引起的誤差?
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