冰的溶解热实验散热修正探究实验报告 - 图文(3)

内筒比热容

3?0.398?10J/(kg?k)， C13棒的比热容C2?0.398?10J/(kg?k)，

做出时间t与温度T的散点分布图，用平滑曲线连接图上各点，利用第二种散热修正方法，求出初温与末温的修正值。

读图有：

T°2??24.5263C，T3??18.9473°C

由公式，

9

L?1(C0m?C1m1?C2m2)(T2??T3?)?C0T3??CIT1M

得出经修正后的冰的溶解热 L=314.470 kJ/kg.

六、误差及散热修正讨论

1、误差分析

实验误差主要是由仪器造出的误差。在测量冰的熔解热的实验当中，由于加入冰块后温度下降十分迅速，用数字三用表测量温度的时候读数改变过快，所以在读数的时候会造成误差。

其次，在加冰后进行搅拌的时候，由于仪器的原因，一些水会在搅拌的过程中溅出内筒，这样在最后称量和计算的过程中，会造成误差是熔解热结果偏大。

最后在进行数据处理的时候，作图要求使S1?S2?S3，但在实际作图的时候很难完全使S1?S2?S3 ，所以会造出一定的误差。 另外，在将数字三用电表测得的电阻转换成温度的时候，由于在开始测量降温和最后测量升温曲线的时候温度变化较小，而给的电阻—温度转换表精确度不高，所以在进行转换的时候会造出一定的误差。

10

2、关于散热修正方法的讨论

（1）根据牛顿冷却定律粗略修正散热及存在问题

当温度差相当小时（例如不超过10~15℃），散热速率与温度差成正比，此即牛顿冷却定律，用数学形式表示可写成

?qdQ?K(T??)?E(T?T0)?tdt，

式中，δq是系统散失的热量；δt是时间间隔；K是散热常数；T、θ

分别是所考虑的系统及环境的温度；

?q称为散热速率。 ?t已知当T>θ时，

?q?q>0，系统向外散热；当T<θ时，<0，系统从?t?t环境吸热。可以取系统初温T2>θ,终温T3<θ,以设法使整个试验过程中系统与环境间的热量传递前后彼此抵消。这种使散热与吸热相互抵消的做法，上文已给出部分介绍，不难看出它对初温、末温与环境温度相差的幅度要求比较严格，往往经过多次试做，效果仍可能不理想。而且，在此处应用牛顿冷却定律本身也存在一些问题。 对于自然对流, 牛顿冷却定律(l) 式只是一个近似公式. 因为在稳态时, 系统因对流与外界交换的热量可由下式表示:

dQ?hs(T?T0)dt

式中

dQ表示表面积为S的系统, 在单位时间内, 由于对流散失的热dt量,T为系统表面的温度,T0为周围流体的温度, 式中h 是与流体比

11

热、密度、粘度、导热系数以及流体流动速度等有关的量, 在自然对

dQ5/4?(T?T)h?(T?T)流时, 可见, 00 ,故系统传递的热量为 dt

1/4牛顿冷却定律中的E显然不是常数,比较可知,E随温度的变化而变化, 即 E?K(T?T0)，其变化曲线如图所示。因此系统散热与温度差

1/4(T?T0)不成比例, 换句话说, 系统的散热与量热器的温度曲线下

所围的面积不成正比, 故此,用“ 面积补偿法” 修正温度, 其理论本身就存在着较大的系统误差, 当这种系统误差大于被修正的温度误差△ T 时, 被修正的温差△ T 就失去意义, 除非实验的初温和终温严格对称地分布在环境温度T0的两侧, 这种系统误差才被互相抵消达到温度的修正目的, 但要使初温和终温对称地分布在环境温度的两侧, 在实验中是不容易控制的.

（2）考虑量热器散热因素作温度修正的必要性

A.理论依据

12

量热实验中影响测量结果精度的主要原因是温度的测量是否准确。由于量热器并非为绝对孤立的实验系统。只要系统与环境之间有温度差，系统与环境问就存在一定的热交换。因此，实验中投冰前记录的初温T2并不是投冰时刻的真实温度。在记录T2到将冰块投入量热器内筒水中这段时间内，由于量热器散热因素的影响，系统温度是会发生变化的。同样道理，终温(混合后的最低温度)的测量也包含有实验系统与环境间热交换因素的影响。作T(℃)一t(min)图线的目的正是为了对散热因素造成的影响进行修正 。 B.数据对比

由以上数据，得到修正后的冰的溶解热为

L=314.470 kJ/kg

又查表知冰的熔解热的准确值为

L=80Cal／g=334.40 kJ/kg

得到误差为

314.470?334.40E1??5.9634.40

而根据数据，未经修正时

T2?35.447℃，T3?22.0769℃

经公式

13

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库冰的溶解热实验散热修正探究实验报告 - 图文(3)在线全文阅读。