实践是检验真理的唯一标准
解密实验室栏目又和大家见面啦~
夏天即将来临
长清的温度逐渐飙升
今天为大家介绍夏天的好帮手——冰!
Wuli宝宝们都知道冰块溶解会吸收热量
那么多少冰块溶解才能带给我们一个凉爽的长清夏天呢?
不要着急
即将为大家介绍冰的溶解热的实验啦~
Wuli宝宝可以算一下多少冰块可以抚平你那躁动的心罒ω罒
知识充电
实验目的
1、 学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、 应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
实验器材
YJ-RZT-1数字智能化热学综合实验平台、电子天平、纸巾等。
基本概念
学生:
老师,您可以给我们简单介绍一下冰的溶解热相关的基本概念吗?
老师:
当然可以,我们先从熔点开始。熔点就是指在某一压强下,一种物质开始从固相转变为液相时所对应的温度,或者说在某一压强下,固相与液相共存时所对应的温度。
学生:
那什么叫做溶解热呢?
老师:
溶解热就是单位质量的固体在熔点的温度下,由固相全部转变成液相所需要从外界吸收的热量。
学生:
我们该如何测定物质的溶解热呢?
老师:
测定溶解热,需要用到一种新的方法——混合量热法。这里我先卖一个小关子,一会在给你们具体介绍混合量热法。
实验原理
混合量热法的过程:本实验用混合量热法测定冰的熔解热。其基本做法如下:把待测系统 A 和一个已知热容的系统 B 混合起来,并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统 C(C=A+B)。已知热容的系统在实验过程中所传递的热量 Q,是可以由其温度的改变 △T 和热容 C 计算出来,即 Q = C△T ,因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。
因为是孤立系统,则有
Q放= Q吸 (1)
设混合前实验系统的温度为T1,其中热水质量为m1(比热容为c1),内筒的质量为m2(比热容为c2),搅拌器的质量为m3(比热容为c3)。冰的质量为 M(冰的温度和冰的熔点均认为是0℃,设为T0),数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。设混合后系统达到热平衡的温度为T℃(此时应低于室温10℃左右),冰的溶解热由L表示,根据(1)式有 ML+M c1(T- T0)=(m1 c1+ m2 c2+ m3 c3)(T1- T)
因Tr=0℃,所以冰的溶解热为:
(2)
等式左边是冰块融化成的水所吸收的热量,包括0℃冰块熔化变成0℃水所吸收的热量,即ML。冰熔化而来的0℃水与另外的水达到热平衡所吸收的热量,即M c1(T- T0)。两者之和即为冰熔化所吸收的热量。等式的右边对应的是系统中的放热,其中m3 c3即为4.08乘水的比热容。
知识放电
实验内容
1、将内筒擦干净,用天平称出其质量m2。
2、内筒中装入适量的水(温度约为30℃—40℃,为容器的⅓-½),用天平称得内筒和水的质量m2+m1。
3、将内筒置于量热器中,盖好盖子,插好搅拌器和温度计,打开搅拌器和测温计的开关,观察热水的温度变化,直到温度稳定,记录稳定的初始温度T1。
4、初始温度记录后马上从冰箱中取出预先备好的冰块,用纸巾将冰上所沾水珠吸干,小心的放入量热器中。
5、记录温度随时间的变化,当系统出现最低温T(℃)并出现小幅度的上升,说明冰块完全溶解系统基本达到热平衡。
6、将内筒拿出,用天平称出内筒和水的质量m2+m1+M。
7、实验完毕,整理仪器,处理数据。
不知不觉中
这期就要和大家说再见啦!
实验过程中
有没有对某些问题不知所措呢?
对科研有兴趣的同学
想不想对我们的实验老师进一步了解呢?
……
赶快在下方给小编留言吧O(∩_∩)O
小编会带着你们的问题询问老师哦~
咱们下期再见啦!
编辑 | 周菂
素材整理 | 陈柔 周菂
素材来源 | 信息部