水的比汽化热测量装置的改进.PDFVIP

第23卷第I期 大 学 物 理 2004年I月 COLLEGE PHYSICS V20o0.4l 水的比汽化热测量装置的改进 陈骏逸，陆申龙 (复旦大学物理系，上海 200433) 摘要:对传统的测量水的比汽化热实验中的加热和输气装置进行改进 采用集成 电路温度传感器测量量热器中温度、实 现了水比汽化热非电量电测，较准确地测量水的比汽化热 关链词:比汽化热;集成电路温度传感器;非电量电测 中圈分维号 ()4一34:0551.3 文献坛识码 A 立企组号 1000-0712(2004)01一0041-03 液体汽化时的比汽化热 1 引言 本实验采用混合法测定水的比汽化热.将水蒸 水的比汽化热在水的三态变化中是一个重要的 气锅中接近 100℃的水蒸气由橡皮管通到量热器 物理量 传统的测量水的比汽化热实验装置中，传输 中.如果水和量热器内杯的初温为夕，，而质量为M 蒸气的管道比较长.由于管道与周围环境发生热交 的水蒸气进人量热器的水中，被凝结成水，当水与量 换，使得蒸气在传输过程中损失热量，造成在进人量 热器内杯均达同一温度时，其温度值为0,.则水的 热器内杯的蒸气中含有液态的水，加上原装置用水 比汽化热可由下式得到: 银温度计测温，水银温度计存在热惰性大，估读困难 ML+Mc,(0，一00_(mc+m,cq,+m2Ca)(02一0,) 等因素.这样就引人了较大的测量误差 而新型的集 (1) 成电路温度传感器AD590却具有如下优点:1)温 式中，。、为水的比热容，m为原先在量热器中水的 度变化引起输出量的变化呈良好的线性关系;2)不 质量，m，为铝搅拌器的质量，Cq}为铝的比热容，I,, 需要参考点;3)抗干扰能力强i4)使用简单方便; 为铝量热器内杯的质量,B:为水蒸气的温度,L为 5)数字显示，利于计算机实时测量.因此笔者用集 水的比汽化热. 成电路温度传感器AD590替代水银温度计，用于整 集成电路温度传感器AD590是由多个参数相 个实验过程中对温度的测量，更方便、准确地测量温 同的三极管和电阻组成 当该器件的两引出端加有 度，而且使缩短输送蒸气管道成为可能.将这些改进 某一直流工作电压(一般工作电压可在4.5-20V 引人到教学实验中，取得了良好的教学效果. 范围内)时，该温度传感器的温度每升高或降低 10C，则传感器的输出电流将增加或减少1kA，其输 2 实验原理 出电流与温度满足如下关系: 物质由液态向气态的转化过程称为汽化.定义 1=B0+A (2) 单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气 式中，1为AD590的输出电流，单位为kA,0为摄氏 体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热.液体的 温度，B为斜率，A为0℃时的电流值，该值恰好与 比汽化热不但和液体的种类有关，而且和汽化时的 冰点的热力学温度273K相对应.利用AD590集成 温度有关，因为温度升高，液相中分子和气相分子的 电路温度传感器的上述特性，可以制成各