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南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：冰的溶解热学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.理解融化热的物理意义，掌握混合量热法测定冰的比融化热2.学习一种用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法二、实验原理：本实验用混合量热法测定冰的熔解热。其基本做法如下：把待测系统A和一个已知热容的系统B混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C（C=A+B）.这样A（或B）所放出的热量，全部为B(或A)所吸收。因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q，是可以由其温度的改变△T和热容C计算出来，即Q=C△T，因此待测系统在实验过程中所传递的热量也就知道了。实验时，量热器装有热水（约高于室温10℃，占内筒容积1/2），然后放入适量冰块，冰溶解后混合系统将达到热平衡。此过程中，原实验系统放热，设为Q放，冰吸热溶成水，继续吸热使系统达到热平衡温度，设吸收的总热量为Q吸。因为是孤立系统，则有Q放=Q吸（1）设混合前实验系统的温度为T1，其中热水质量为m1（比热容为c1），内筒的质量为m2（比热容为c2），搅拌器的质量为m3（比热容为c3）。冰的质量为M（冰的温度和冰的熔点均认为是0℃，设为T0），数字温度计浸入水中的部分放出的热量忽略不计。设混合后系统达到热平衡的温度为T℃（此时JKT1T1'TT'θ应低于室温10℃左右），冰的溶解热由L表示，根据（1）式有ML+Mc1（T-T0）=（m1c1+m2c2+m3c3）（T1-T）因Tr=0℃，所以冰的溶解热为：11223311()()mcmcmcTTLTcM（2）综上所述，保持实验系统为孤立系统是混合量热法所要求的基本实验条件。为此整个实验在量热器内进行，但由于实验系统不可能与环境温度始终一致，因此不满足绝热条件，可能会吸收或散失能量。所以当实验过程中系统与外界的热量交换不能忽略时，就必须作一定的散热修正。牛顿冷却定律告诉我们，系统的温度Ts如果略高于环境温度（如两者的温度差不超过10℃-15℃），系统热量的散热速率与温度差成正比，用数学形式表示为【K为常数，与量热器表面积，表面情况和周围环境等因素有关】【散热修正】：通过作图用外推法可得到混合时刻的热水温度T1'，和热平衡的温度T'。图中AB和DE分别表示热水的温度和冰水混合后系统达到热平衡的温度随时间变化线段。纪录冰水混合后系统达到室温T0的时刻t0，图中面积BCG与系统向环境散热量有关，面积CDH与系统自环境吸热量有关。当面积BCG等于面积CDH时，过t0作t轴的垂线，与AB和DE的延长线分别交于J、K点，则J对应的温度为T1'，K对应的温度为T'。三、实验仪器：烧杯，搅拌器，温度计，天平，吸水纸，水，冰，取冰夹，秒表，保温杯四、实验内容和步骤：1、将保温杯内筒擦干净，用天平称出保温杯搅拌器和温度计质量m1。2、内筒中装入适量的水（约高于室温10℃，占内筒容积1/2），用天平称得加水后的质量m2。3、盖好盖子，插好搅拌器和温度计，开始计时并轻轻上下搅动保温杯中的水，观察热水的温度变化（如每隔60s记录一个数据），直到温度稳定，记录稳定的初始温度T1。4、初始温度记录后马上从冰箱中取出预先备好的冰块，用吸水纸将冰上所沾水珠吸干，小心的放入量热器中。5、用搅拌器轻轻上下搅动量热器中的水，记录温度随时间的变化，当系统出现最低温T(℃)时，说明冰块完全溶解系统基本达到热平衡，再记录回升温度2-3个点。6、用天平称出保温杯和水的质量m3。7、实验完毕，整理仪器，处理数据。()sdQKTdt五、实验数据与处理：室温：23℃冰的溶解热参考值L=3.335×105J/kg.g/1018.430KJC℃保温杯+搅拌器+温度计质量（m1）加水后质量（m2）冰溶解后质量（m3）水质量（m4）冰质量（m5）质量/g31850358118578时间（s）060120180240300305310315温度（℃）383737363635312622时间（s）320325330335340345350355415温度（℃）181312111010.110.110.311时间（s）475温度（℃）11.3T1=34.5℃T2=9.7℃0221021)(1CTTTCmmL=3.821×510J/Kg误差E=12.7%六、注意事项：1．室温应取实验前、后的平均值；水的初温，可高出室温约10℃～15℃；配置温水时，又应略高于约1℃～2℃2．严守天平的操作规则。3．投冰前应将其拭干，且不得直接用手触摸；其质量不能直接放在天平盘上称衡，而应由投冰前、后量热器连同水的质量差求得。4．为使温度计示值确实代表系统的真实温度，整个实验过程中（包括读取前）要不断轻轻地进行搅拌（搅拌的方式应因搅拌器的形状而异）。5．搅拌动作要轻，幅度不要太大，以免将水溅到量热筒外。七、附上原始数据：