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液体比汽化热实验报告 实验13 液体比汽化热的测定(107-110)3325 实验八 液体比汽化热的测定- 107 - 实验十三 液体比汽化热的测定 液体比汽化热是液体的一个重要热学参数，在制冷效率、节能研究及工业生产中有重要的作用。物质由液态向气态转化的过程称为汽化，液体的汽化有蒸发和沸腾两种不同的形式。蒸发是发生在液体表面的汽化过程，在任何温度下都能进行，而沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。 在一定的外界压强下，沸腾只能在某一特定温度(沸点)发生，此时液体汽化突然加剧，在液体内部形成大量气泡并上升，逸出液面破裂。不管是哪种汽化过程，它的物理过程都是液体中一些热运动动能较大的分子飞离表面成为气体分子，而随着这些热运动动能较大分子的逸出，液体的温度将要下降，若要保持液体温度不变，在汽化过程中就需要外界不断供给热量。通常定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该液体的比汽化热。液体的比汽化热不但和液体的种类有关，而且和汽化时的温度有关。因为温度升高，液相中分子和气相中分子的能量差别将逐渐减小，因而温度升高液体的比汽化热减小。物质由气态转化为液态的过程称为凝结，凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同热量，因而可以通过测量凝结时放出的热量来测量液体汽化时的比汽化热。 【实验目的】 1．了解用线性温度传感器测量液体比汽化热； 2．本实验用量热器和集成温度传感器测量液体的比汽化热，学习液体比汽化热的一种电测量方法。 【实验仪器】 液体比汽化热测量仪、加热炉、烧杯、量热器、电源线、加热炉连接线、 AD590传感器、数字温度计、电子天平、支架。 A.烧瓶盖;B.烧瓶;C.通汽玻璃管;D.托盘;E.电炉;F.绝热板;G.橡皮管;H.量热器外壳; I.绝热材料； J.量热器内杯； K.铝搅拌器； L.AD590； M.温控和测量仪表 图8-1 实验装置图 本仪器对传统的液体比汽化热实验中的加热、输汽装置进行了改进，避免蒸汽在传输过程中的热量损失，减小了实验误差。对加热电炉增加温控控制电路，便于控制水过 - 108 - 基 础 物 理 实 验（二） 激沸腾，并保证水蒸汽输入量热器的速率达到实验要求。本实验中量热器内杯与外杯采用聚苯乙稀发泡塑料填充进行绝热，这比空气绝热的量热器绝热效果优良。对温度测量本仪器采用集成电路温度传感器AD590(线性温度传感器)，实现了液体比汽化热的非电量电测，较准确地测量水和其他液体的比汽化热。本仪表同时可用于冰的熔解热，液氮比汽化热等潜热的测量。实验测量的准确性和可靠性均很好。 实验装置如图8-1所示。玻璃烧瓶中盛水，可由电炉加热至沸腾。烧瓶的帽盖上有一小孔，多余蒸汽可从小孔中逸出。烧瓶中间有一玻璃管可以往下通水蒸汽，水蒸汽先经过处于100℃水温的玻璃管，然后经过很短的玻璃管和乳胶管进入量热器的水中，这样可减少水蒸汽在输送过程中先凝成水滴后再被带入量热器。集成温度传感器用于测量量热器中水的温度。 【实验原理】 本实验采用混合法测定水的比汽化热。方法是将烧瓶中接近100℃的水蒸汽，通过短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。如果水和量热器内杯的初始温度为?1oC，而质量为M的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水，当水和量热器内杯温度均一时，其温度值为?2oC，那么水的比汽化热可由下式得到： ML?MCW(?3??2)=(mCW?m1CA1?m2CA1)?(?2??1) （8-1） 其中，CW为水的比热容；m为原先在量热器中水的质量；CAl为铝的比热容；m1和m2分别为铝量热器内杯和铝搅拌器的质量；?3为水蒸汽的温度；L为水的比汽化热。 集成电路温度传感器AD590是由多个参数相同的三极管和电阻组成。该器件的两引出端当加有某一定直流工作电压时（一般工作电压可在4.5~20V范围内），如果该温度传感器的温度升高或降低1oC，那么传感器的输出电流增加或减少1μA，它的输出电流的变化与温度变化满足如下关系： I?B??A （8-2） 其中，I为AD590的输出电流，单位μA；?为摄氏温度，B为斜率，A为摄氏零度时的电流值，该值恰好与冰点的热力学温度273K相对应(实际使用时，应放在冰点温度时进行确定)。利用AD590集成电路温度传感器的上述特性，可以制成各种用途的温度计。在通常实验时，采取测量取样电阻R上的电压求得电流I。 【实验内容】 一．必做部分： 1．集成电路温度传感器AD590的定标 每个集成电路温度传感器的灵敏度有所不同，在实验前， 应将其定标。按图8-2要求接。（实际在我们提供的测量仪器 中已经接好电阻为1000Ω?1%，数字电压表为四位半，传感 器加电源电压为6V。你只要把AD590的红黑接线分别插入面 板中的输入孔即可进行定标或测量）。