电热法测定冰的熔化热实验仪的研制.pdfVIP

第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集 电热法测定冰的熔化热实验仪的研制 陈光伟1，文景1，杨国彗2 (1．湖南工业大学信息与计算科学系湖南株洲412008 ) 2琳洲市第四中学湖南株洲412000 摘要：本文介绍了一种电热法测量冰的熔化热的实验仪，解决了混合法测量冰的熔化 热实验中热量损失的问题，使实验的误差得到减少，而实验操作变得更直观、方便． 关键词： 熔化热； 实验仪：电热法．；移液管 1．引言 利用屯热法测量冰的熔化热【l】能保证实验过程在恒温恒压的状况下进行，很好地解决 了混合法测量冰的熔化热实验中热量损失的问题，是一种十分理想的实验方法。但目前市场 上还没有相应的实验仪器，为此我们通过火量的实验，研制出一种冰的熔化热实验仪介绍给 大家。 2．实验仪 2．1实验仪简介 电热法测量冰的熔化热实验仪由冰的熔化热测定仪和冰的熔化热测定装置组成，如图l 所示。测定仪能给加热器提供12V左右的稳定直流电压，加热电压、电流和时间都能通过 测定仪面板上的数字电压表、数字电流表和数字计时器直接读出。测域装置由真空保温杯、 密封的容器、橡胶密封塞、加热器、加热电缆、精度为O．Olml的Iml移液管、中间划有刻 度线的毛细管、橡胶管、2ml的注射器、调二1，螺钉利同定注射器和调：1y螺钉的底座组成。 -作者简介：陈光伟(1966一)，男，湖南东安人，湖南工业大学物理实验室主任、高级实验师，主要 从事实验物理教学与实验仪器的研究． —-297— 第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集 2．2实验原理 将一定昔的冰水混合物装满在真空保温杯和密封的容器中，给浸没在冰水混合物中的加 热器通以电流l，设加热器两端的电压为U，则在t时间内，提供给冰水混合物的热量Q为： Q=Ult (1) 若热量Q全部川米使质鹫为m的冰熔化为水，则冰的熔化热L为 L=里 (2) 朋 熔化为水时，体积减小△V，则 △v：v牝v水：旦一!!：!旦!：旦z坦 (3) pt p2 p、p2 所以 2 ￡，：竺竺塑!=21 (4) Pjp2△矿 实验的关键在于如何保证实验过程能在恒温恒压的状况下进行，如何方便准确的测量出 冰熔化为水时体积减小量△V。因此，我们将实验装置作了如图l所示的设计。预先将冰水混 合物装满容器并明同定在装有加热器、移液管币I毛细管的真空保温杯盖上的橡胶密封塞将其 密封，然后将密封的容器放入装有一定冰水混合物真空保温杯中并盖好杯盖，这样在真空保 温杯和其中的冰水混合物的舣重隔离’卜．，密封容器中的冰水混合物(实验对象)与环境的热 交换将降至最少，以保证实验在恒温的状况‘卜．进行；用橡胶管将移液管与注射器相连，注射 器的活塞与调17螺钥’相连，实验时，冰熔化为水，体积缩小，毛细管利移液管中的水柱都会 下降，调。侈与注射器活塞相连的凋：仃螺钉，可使毛细管内的液面保持在刻度线处，以保证实 验在恒压的状况’卜．进行，并能方便准确的从移液管中水面’卜．降的位置测出△V值，可估读到 O．OOlml。 2．3实验方法 1)．将敲得很细的冰和O℃的水充分混合，灌满容器井密封，使毛细管和移液管中水灌 到刻度线以上，再将整个系统浸没在装有冰水混合物的真空保温杯中盖好。 2)．由于保温瓶中冰水混合物会从杯盖上吸收热量，冰慢慢熔化，要随时观察移液管和 毛细管中水面的位置并缓慢调节注射器活塞上的调：订螺钉，使毛细管内的液面保持在刻皮线 处。在通电前每隔1分钟观察1次移液管中水面的位置与相应的时刻，等到移液管中水面的 位置