CN201063027Y - 一种冰的熔化热测定仪 - Google Patents

Abstract

一种冰的熔化热测定仪，主要用于大专院校物理实验教学，它含保温用冰水混合物、保温杯、待测冰水混合物、密封盖、保温盖、刻度玻璃管、标准计量刻度吸管、加热器、容器、胶管、注射器、冰的熔化热测试仪，调节注射器活塞的位置保持刻度玻璃管的水面位置不变，通过测量标准计量刻度吸管的水面下降的刻度值求得由加热器电加热后待测冰水混合物减少的体积ΔV，保温盖与密封盖保持一定的距离，其间充满保温用冰水混合物，容器完全浸没在保温用冰水混合物中，切断了待测冰水混合物与外界的热交换，从而减少测量误差。

Description

一种冰的熔化热测定仪

所属技术领域

本实用新型涉及一种冰的熔化热测定仪，主要用于大专院校物理实验教学。

背景技术：

质量为1g，温度为0℃的冰熔化为同温度的水所吸收的热量，称为冰的熔化热。通常测定冰的熔化热有两种方法，一种方法是混合量热法，它是把待测的系统A和一个已知其热容的系统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ΔT和热容C_s计算出来的，即Q＝C_sΔT，因此待测系统在实验过程中所传递的热量即可确定。另一种方法是电加热法，将一定量的冰水混合物装满在保温瓶中，给浸没在冰水中的电阻丝通以电流I，设电阻丝两端的电势差为U，则在t时间内，供给冰水混合物的热量Q＝UIt，若热量Q全部用来使质量为m的冰熔化为水，则冰的熔化热 $L=\frac{Q}{m},$ 已知，在0℃时水的密度ρ₁，冰的密度ρ₂，质量为m的冰熔化为水时，体积减小ΔV，则

所以 $L=\frac{\mathrm{UIt}({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}_2)}{{\mathrm{\ρ}}_1{\mathrm{\ρ}}_2\mathrm{\ΔV}},$ 测量的关系是准确测量t时间内，加在电阻丝上的电压U和流过电阻丝上的电流I，以及冰熔化为水时体积的减少量ΔV。由于A和B混合生的系统C与外界不可避免的产生热交换，因此，混合量热法的误差较大。电加热法现有仪器存在两个方面的不足，一是保温杯杯盖、玻璃管、均与外界有热交换，测量结果误差较大，二是冰的体积的减少量的测量是通过测量活塞在粗玻璃管中移动的距离来求得，其测量误差亦较大。

发明内容

为了克服现有电热冰的熔化热测定仪的不足，本实用新型提供一种冰的熔化热测定仪，它是利用标准计量的刻度吸管测量冰的体积的减少量ΔV，将待测物容器全部浸入冰水混合物中，并将测量用刻度吸管和刻度玻璃管部分浸入冰水混合物中，使得待测冰及0℃的水的混合物与外界的热交换变得极小，因此，本实用新型不仅测量简单、方便，而且测量结果准确。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它含保温用冰水混合物、保温杯、待测冰水混合物、密封盖、保温盖、刻度玻璃管、标准计量刻度吸管、加热器、容器、胶管、注射器、冰的熔化热测试仪。冰的熔化热测试仪含电流表、计时器、机箱、电压表、电源正极、电源负极、加热开关、电源开关、启动按钮、复位按钮。容器装满待测冰水混合物，加热器置于待测冰水混合物中，密封盖将容器中的待测冰水混合物密封，刻度玻璃管、标准计量刻度吸管分别穿过密封盖和保温盖，容器中的待测冰水混合物通过刻度玻璃管大气相通。加热电阻通过电线穿过密封盖和保温杯与冰的熔化热测试仪的电源正极和电源负极电连接。密封盖与保温盖之间有一定的距离并由紧固件固定。保温杯中装有保温用冰水混合物，待测冰水混合物的容器置于保温用冰水混合物中，保温盖盖住保温杯，标准计量刻度吸管的一端与待测冰水混合物相通，另一端与胶管相连接，胶管的另一端与注射器相连接。当刻度玻璃管和标准计量刻度吸管均注满0℃的水时，调节注射器活塞的位置，即可调节刻度玻璃管和标准计量刻度吸管中水面的位置。待测冰水混合物由加热器电加热，电源开关用于接通或断开电源，加热开关用于接通或断开加在加热器上的电压。加在加热器两端的电压由电压表测量，通过加热器的电流由电流表测量，按动启动按钮即可启动计时器开始计时，再次按动启动按钮即停止计时，计时器即测出加热的时间，复位按钮用于时间清零。当加热器加热待测冰水混合物时，冰的熔化将使待测冰水混合物的体积减少，刻度玻璃管和标准计量刻度吸管的水面将发生变化，调节注射器活塞位置保持刻度玻璃管的水面位置不变，则标准计量刻度吸管水面下降的刻度差值即为待测冰水混合物减少的体积值。测出流过加热器的电流I、加在电压U和加热的时间t及待测冰水混合物减少的体积ΔV，则由式 $L=\frac{\mathrm{UIt}({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}_2)}{{\mathrm{\ρ}}_1{\mathrm{\ρ}}_2\mathrm{\ΔV}}$ 即可求得冰的熔化热，式中，ρ₁、ρ₂分别为0℃时的水和冰的密度。

本实用新型的有益效果是，调节注射器活塞的位置保持刻度玻璃管的水面位置不变，通过测量标准计量刻度吸管的水面下降的刻度值求得待测冰水混合物减少的体积ΔV，保温盖与密封盖保持一定的距离，其间充满保温用冰水混合物，容器完全浸没在保温用冰水混合物中，切断了待测冰水混合物与外界的热交换，从而减少测量误差，测量简单、方便、准确。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中冰的熔化热测试仪结构示意图。

图中1.保温用冰水混合物，2.保温杯，3.待测冰水混合物，4.密封盖，5.保温盖，6.刻度玻璃管，7.标准计量刻度吸管，8.加热器，9.容器，10.胶管，11.注射器，12.冰的熔化热测试仪，13.电流表，14.计时器，15.机箱，16.电压表，17.电源正极，18.电源负极，19.加热开关，20.电源开关、启动按钮、复位按钮。

具体实施方式

在图1中，容器(9)装满待测冰水混合物(3)，加热器(8)置于待测冰水混合物(3)中，密封盖(4)将容器(9)中的待测冰水混合物(3)密封，刻度玻璃管(6)、标准计量刻度吸管(7)分别穿过密封盖(4)和保温盖(5)，容器(9)中的待测冰水混合物(3)通过刻度玻璃管(6)和标准计量刻度吸管(7)与大气相通。加热电阻(8)通过电线穿过密封盖(4)和保温盖(8)与冰的熔化热测试仪(12)的电源正极(17)和电源负极(18)电连接。密封盖(4)与保温盖(5)之间有一定的距离并由紧固件固定。保温杯(2)中装有保温用冰水混合物(1)，装有待测冰水混合物(3)的容器(9)置于保温用冰水混合物(1)中，保温盖(5)盖住保温杯(2)，标准计量刻度吸管(7)的一端与待测冰水混合物(3)相通，另一端与胶管(10)相连接，胶管(10)的另一端与注射器(11)相连接。当刻度玻璃管(6)和标准计量刻度吸管(7)均注满0℃的水时，调节注射器(11)活塞的位置，即可调节刻度玻璃管(6)和标准计量刻度吸管(7)中水面的位置。待测冰水混合物(3)由加热器(8)电加热。图2中，电源开关(20)用于接通或断开电源，加热开关(19)用于接通或断开加在如图1中加热器(8)上的电压，加在如图1中加热器(8)两端的电压由电压表(8)测量，通过如图1中加热器(8)的电流由电流表(13)测量，按动启动按钮(21)即可启动计时器(14)开始计时，再次按动启动按钮(21)即停止计时，计时器(14)即测出加热的时间，复位按钮(22)用于时间清零。图1中，当加热器(8)加热待测冰水混合物(3)时，冰的熔化将使待测冰水混合物(3)的体积减少，刻度玻璃管(6)和标准计量刻度吸管(7)的水面将发生变化，调节注射器(11)活塞位置，保持刻度玻璃管(6)的水面位置不变，则标准计量刻度吸管(7)水面下降的刻度差值即为待测冰水混合物(3)减少的体积值。测出流过图1中加热器(8)的电流I、加在图1中加热器(8)的电压U和加热的时间t及图1中待测冰水混合物(8)减少的体积ΔV，则由式 $L=\frac{\mathrm{UIt}({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}_2)}{{\mathrm{\ρ}}_1{\mathrm{\ρ}}_2\mathrm{\ΔV}}$ 即可求得冰的熔化热，式中，ρ₁、ρ₂分别为0℃时的水和冰的密度。

Claims (1)

1.一种冰的熔化热测定仪，它含保温用冰水混合物、保温杯、待测冰水混合物、密封盖、保温盖、刻度玻璃管、标准计量刻度吸管、加热器、容器、胶管、注射器、冰的熔化热测试仪，冰的熔化热测试仪含电流表、计时器、机箱、电压表、电源正极、电源负极、加热开关、电源开关、启动按钮、复位按钮，其特征是：容器装满待测冰水混合物，加热器置于待测冰水混合物中，密封盖将容器中的待测冰水混合物密封，刻度玻璃管、标准计量刻度吸管分别穿过密封盖和保温盖，容器中的待测冰水混合物通过刻度玻璃管与大气相通，密封盖与保温盖之间有一定的距离并由紧固件固定，保温杯中装有保温用冰水混合物，待测冰水混合物的容器置于保温用冰水混合物中，密封盖与保温盖之间充满保温用冰水混合物，标准计量刻度吸管的一端与待测冰水混合物相通，另一端与胶管相连接，胶管的另一端与注射器相连接。

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