热学试验二水的汽化热1目的.PDFVIP

熱學實驗二 水的汽化熱 1. 目的： (1) 測量水的汽化熱。 (2) 探討基本的熱量量測原理、誤差來源及實驗技巧。 2.原理： 一般物質在固／液或液／氣相變時，分子排列會改變，欲達成新的分子排列狀態，系 統熱焓值提高，物質必須吸收熱量；相反的，如果新的分子排列狀態能量較低，則物質會 釋出熱量。相變時系統熱能的變化稱潛熱(Latent heat) 。 在本實驗中，我們將測量出在沸點時每 1g 水蒸氣比 1g 液態水熱量增加多少，這個值 就是水氣化的潛熱，簡稱汽化熱。 3.儀器： 卡計(量熱器) 、溫度計、蒸氣產生器、水滴收集杯、軟管及電子秤。 4.步驟： 警告：水蒸氣溫度很高，小心避免燙傷。 實驗前請詳閱蒸氣產生器(圖2-1)說明書(附錄) ， T (1) 測量室溫 。 r (2) 組合蒸氣產生器和水滴收集杯，如圖2-2 ，輸送蒸氣的軟管長度約如圖上標示，短 管末端插入將要接上卡計上壓克力接口(直徑約2～3mm)置入預先準備之鋼杯(用來 接收蒸氣產生器初始之蒸氣)以防冷水接觸軟管。 (3) 開蒸氣產生器，待蒸氣噴出穩定後，持續再噴一分鐘以上。 M (4) 量測乾燥空卡計的質量 。 c (5)在卡計中裝入約 1/2 滿的冷水(低於室溫 10℃，此水溫即Ti) ，測量卡計加上冷水的質 量 ，（實 驗中系統溫度的變化情況，請參考圖2-3 ）。 M i (6)將軟管末端的短壓克力接口浸入卡計的冷水中，使蒸氣通入水中冷凝，不時攪拌。 (7) 待水溫高於室溫約 10℃時( T T T T ) ，移走蒸氣管，繼續攪拌使水溫均勻， f r r i T 記錄水溫 。 f (8) 關蒸氣產生 注意：先移走蒸氣管才能關蒸氣產生器。 器。 (9) 量測卡計、水和（已凝結的）蒸氣的總質量M f 。 5.實驗紀錄： Ms(g) Cp(cal/g-℃) Ts(℃) Tf(℃) Ti(℃) Mw(g) Hv(cal/g) 6.計算： 蒸氣在冷水中凝結時，釋放的熱量包含兩項：(1)100℃蒸氣凝結成 100℃水的潛熱，及 T (2)100℃水和冷水達到熱平衡（溫度 ）所放出的熱量。根據能量守恆定律，蒸氣釋放的 f 熱量應等於冷水所吸收的熱量，即 M H M C (T T ) M C (T T ) S V S p S f W p f i 式中 及 分別為蒸氣及冷水的質量， 為氣化熱，C 1cal/ g C 為水的比熱， M M H S W V p T 100C為蒸氣的溫度 S M M M S f i