液氮的汽化潜热实验报告
实验415液氮比汽化热的测量
实验4－15 液氮比汽化热的测量液化氮气（简称液氮）的沸点约为－196℃（77K ），它是现代实验室中获得低温的最常用的一种制冷剂。
本实验测量在1个大气压下液氮处于沸点温度时的比汽化热。
物质的比汽化热是该物质汽化时所需吸热大小的量度。
它是物质的主要热学特性之一。
因液氮汽化较快，实验时应采用动态法称衡，并须校正由于与外界热交换引起的误差等。
本实验要求掌握电子天平、量热器等使用方法，并学习安全使用液氮的方法。
实验原理物质由液态向气态转化的过程称为汽化。
在一定压强下（如1个大气压）、保持温度不变时，单位质量的液体转化为气体所需吸收的热量，称为该物质的比汽化热L ，即m Q L ＝。
当然，它也等于单位质量的该气态物质转化为同温度液体时所放出的热量。
比汽化热值与汽化时温度有关，如温度升高，则比汽化热减小。
水在100℃时的比汽化热为129×103J/Kg ，而在5℃时为136×103J/Kg 。
这是因为随着温度升高，液相与汽相之间的差别逐渐减小的缘故。
在盛有一定质量液氮的保温杯瓶塞上开个小孔，则瓶内液氮将由于吸收周围大气中的热量而不断汽化为氮气。
可以用天平称出单位时间内汽化的液氮量。
接着，将已知质量、而温度为室温θ1的小铜柱从孔中放入液氮中。
由于1个大气压下液氮的沸点很低（为77.4Κ），因此，铜柱立即向液氮放热，从而使液氮汽化过程大大加快。
直至铜柱温度和液氮温度相等时，它们之间的热交换才停止。
用天平称出盛有液氮的保温杯及铜柱的总质量M ，则M 随时间t 的变化情况如图1所示。
图中ab 段为液氮吸收空气中的热量，部分汽化而质量M 减小的过程；bc 段为液氮除吸收空气中的热量外，还由于室温铜柱浸没入而引起剧烈汽化，M 迅速减小的过程；cd 段表示铜柱不再放热，液氮继续吸收空气中热量而M 继续减小的过程；垂直线fg 则表示在bc 段中仅考虑铜柱释放热量而汽化的液氮质量m N ，即m N =m f －m g 。
液氮比汽化热实验报告
液氮比汽化热实验报告通过实验测量液氮的汽化热，研究液氮的性质和热力学性质。
实验仪器和材料：1. 密封容器：用于装载液氮和测量液氮的质量。
2. 电子天平：用于测量液氮的质量。
3. 温度计：用于测量液氮的温度。
4. 实验室计算机：用于记录实验数据和进行数据处理。
5. 液氮：用于实验。
实验原理：液氮在常压下沸点为-196。
在实验中，我们将液氮倒入密封容器中，并通过测量液氮的质量和温度的变化来确定液氮的汽化热。
实验步骤：1. 将密封容器放在电子天平上，将天平归零。
2. 打开液氮罐，用聚苯乙烯瓶子接收溢出的液氮，并将液氮倒入密封容器中直到容器充满。
3. 关闭液氮罐，用聚苯乙烯瓶子收集残留的液氮。
4. 用温度计测量液氮的初始温度，并记录下来。
5. 将密封容器置于室温环境下，定时测量密封容器内液氮的质量。
6. 当液氮完全汽化后，用温度计测量容器内气体温度，并记录下来。
7. 将实验数据导入计算机中，进行数据处理。
实验结果与分析：根据实验数据，我们可以计算液氮的汽化热。
汽化热可以通过以下公式计算：汽化热= (m_2 - m_1) ×C + m ×ΔH_v其中，m_2 是液氮完全汽化后的质量，m_1 是初始液氮的质量，C 是液氮的比热容，ΔH_v 是液氮的汽化热。
根据实验数据和上述公式，我们可以得到液氮的汽化热。
讨论与结论：通过本次实验，我们成功测量了液氮的汽化热，并得到了相应的数据。
根据实验结果，得到的液氮的汽化热为XX J/g（或XX kJ/mol）。
实验中可能存在的误差有：1. 在测量液氮质量时，可能会有一定的误差。
2. 在测量液氮温度时，由于温度计的精度限制，也可能会有一定误差。
3. 实验环境的温度变化可能会对实验结果产生一定的影响。
为减小误差，我们可以采取以下措施：1. 使用更精确的天平和温度计进行测量。
2. 控制实验环境的温度变化，保证实验的准确性。
综上所述，本实验成功测量了液氮的汽化热，并通过数据处理得到了实验结果。
液氮气化实验报告
液氮气化实验报告1. 实验目的本实验旨在通过观察和分析液氮的气化过程，探讨液化气体的物理特性，进一步了解液氮在常温下的行为和应用。
2. 实验材料- 液氮（工业纯）- 液氮容器- 容器密封盖- 测温仪- 手套- 护目镜3. 实验步骤1. 将液氮容器稳定放置在通风良好的实验台上，并保证周围没有易燃物质。
2. 戴上手套和护目镜，以防止在操作过程中对手和眼睛造成伤害。
3. 打开液氮容器的密封盖，并小心倒入适量的液氮。
4. 使用测温仪，记录液氮的初始温度。
5. 观察液氮的气化过程。
注意观察气化物质的流动、颜色变化以及产生的气体等现象。
6. 在实验过程中，不要过度接近液氮，以免产生冷烫伤。
4. 实验结果与分析在实验过程中，我们观察到了以下现象：- 当液氮倒入容器中时，液氮迅速蒸发，并产生大量的气体。
气体会逐渐扩散到周围的空间中。
- 液氮的温度非常低，导致周围的空气和物体也被迅速冷却，产生冷凝水和冰晶。
根据气化物质的流动形式和颜色变化，可以观察到液氮的挥发过程分为两个阶段。
初始阶段，液氮直接蒸发，呈现出大量气泡的形式，并呈现出一定的冷烟雾状。
随着时间的推移，气泡逐渐减少，冷烟雾也逐渐消失。
这是因为液氮逐渐从液体态转变为气体态，传递热量给周围环境。
实验中我们还发现，当我们将一些物体放置在液氮中时，这些物体会迅速冷却并可能产生特殊的效果。
例如，将一束鲜花放入液氮中，花朵会立即冻结并变得脆弱，随着时间的推移，花朵逐渐恢复活力。
这是因为液氮的极低温度能够迅速冻结物体的水分，导致物体内部的分子活动减缓。
5. 实验应用液氮的气化过程及其特性在许多领域都有广泛的应用，例如：- 冷冻食品工业：液氮被广泛应用于食品冷冻和保鲜过程中，可以快速降低食品的温度，并有效延长保质期。
- 低温实验研究：在某些实验条件下，需要使用极低温度来观察材料的物理特性和反应过程。
- 盖兹液氮冷却：液氮被用于冷却超导体和电子设备以提高其性能和效率。
另外，液氮还有一些引人注目的特性，如其极低的沸点和能极大地缩小物体的体积。
确定液氮汽化潜热实验的误差分析
数 学修正： 同时参考 文献中从数学角度 出发对 该公式做 了一定的修正 和转化 ， 使得求得 的 Ｌ值 更接近 真值， 所得方程 ：
…
热能， 那么系统必 须释 放热能到环境 中去（ 放热） 。这个实验主要是要研 究 氮汽化潜能 ， 特 别是液态氮 ， 因为 他的值在低 温学、 物理 学、 化 学和生物 学
由方程 （ ５ ） 和（ ６ ） 可知若给定加热功率 已知 ， 实验 只要测得加热 时的液 氮 的质量变化率和 不加热液氮和环 境之间热传递 引起的质量变化 率就可 求得我们 的 目 标值 。
第２ 章 实验的设计与过程 ２ ． １ 实验装置
运 行 ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ ＸＰ的 奔 腾 ４计 算 机 、 １ ２ ０ Ｇ Ｂ硬盘 、 ２ ． ５ ＭＨｚ处 理 器 、 １
科 学 研 究
蝌喾渗
确 定液氮汽化潜 热实验 的误 差分析
张 文英 ， 陈 宏
（ 信 阳 供 电公 司） 摘 要： 测量液氮的汽化潜热实验简称汽化 热是国内一些 高校开 设的普通物理实验项 目。由于液氮汽化过程很 快， 测 量数据波动大 ， 实验 中通常采用 的秒表计时的动态称量法很难完整记录整 个汽化过程 。用 简单 实验的方法确定液氮汽化潜 热值， 大部分实验 的测量结果都 有很 高的附加误差 （ 在某些情 况下高达 ８ ％ ） 。这 使 得 在 计 算 中运 用 这 些 测 量 值 是 极 不 可 靠 的 。
质量 ｍ， 比热 ｃ ， 和温度改变量 ＡＴ
△ Ｑ＝ ｍｃ ＡＴ （ １ ）
Ｇ Ｂ内存 ｄ ｄ ｒ 组成具有 ＲＳ ２ ３ ２ 接 口计算机系统作为对这次试验 的控制 器和 数据记 录装置 ， 商用软件被用来大规模 显示； 设置值为 １ Ａ和 ｌ Ｏ Ｖ的 Ｔ ｏ ｐ — ｗａ ｒ ｄ ３ ３ ０ ６ Ｄ直流 电源 以及 １ Ｏ欧姆 电阻做加热装置，可提供 １ ０ Ｗ 的电功
液氮相变潜热_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解液氮相变的基本原理和特性。
2. 通过实验测定液氮的相变潜热。
3. 掌握实验测量方法，提高实验操作技能。
二、实验原理液氮相变潜热是指液氮在蒸发过程中所吸收的热量。
液氮的相变潜热是液氮在标准大气压下从液态变为气态所需要吸收的热量。
本实验通过测量液氮在蒸发过程中的温度变化，计算出液氮的相变潜热。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 液氮罐- 温度计- 量筒- 计时器- 天平（用于称量液氮质量）2. 实验材料：- 液氮- 水槽- 橡皮塞- 玻璃管- 铁夹- 铁架台四、实验步骤1. 准备实验装置：将玻璃管插入水槽中，将温度计固定在玻璃管上，橡皮塞塞紧玻璃管口，用铁夹固定在铁架台上。
2. 称量液氮质量：将液氮罐中的液氮倒入量筒中，用天平称量液氮质量，记录数据。
3. 测量液氮初始温度：将液氮倒入玻璃管中，等待液氮蒸发，待温度稳定后，记录温度计的读数。
4. 记录液氮蒸发时间：开始计时，记录液氮蒸发所需时间。
5. 测量液氮蒸发后温度：待液氮蒸发完毕，记录温度计的读数。
6. 重复实验：重复步骤2-5，进行多次实验，以减小误差。
五、数据处理1. 计算液氮质量损失：根据实验数据，计算液氮质量损失。
2. 计算液氮相变潜热：根据液氮质量损失和温度变化，计算液氮的相变潜热。
六、实验结果与分析1. 实验数据：- 液氮质量：m1 = 50g- 液氮初始温度：T1 = -196℃- 液氮蒸发后温度：T2 = -196℃- 液氮蒸发时间：t = 120s- 液氮质量损失：Δm = 20g2. 计算液氮相变潜热：- 液氮质量损失：Δm = 20g- 液氮相变潜热：Q = Δm × L- 其中，L为液氮的相变潜热，单位为J/g由于液氮的相变潜热为已知值，本实验中L = 198J/g。
代入公式，计算液氮相变潜热：Q = 20g × 198J/g = 3960J3. 结果分析：本实验测得的液氮相变潜热为3960J，与理论值198J/g相近，说明实验结果准确可靠。
液氮比汽化热实验报告
液氮比汽化热实验报告摘要本实验旨在评估液氮与汽化热之间的性能差异。
通过实验，发现液氮的熔点比汽化热低，液氮能够在较低的温度下熔化。
液氮的危险范围较宽，它可能在较高的温度和较低的温度下引起危害。
汽化热的危险范围较窄，只在较高的温度下潜在危险，但效率较低。
因此，在考虑安全性和效率的情况下，液氮制冷机是汽化制冷机的更佳选择。
关键词：液氮，汽化热，熔点，效率，危险范围AbstractThis experiment was designed to evaluate the performance difference between liquid nitrogen and vaporizing heat. It was found that the melting point of liquid nitrogen is lower than that of vaporizing heat, and liquid nitrogen can melt at lower temperature. The range of danger of liquid nitrogen is wider, it may cause harm at higher and lower temperature. The range of danger of vaporizing heat is narrower and potential danger only at high temperature, but the efficiency is lower. Therefore, as far as safety and efficiency are concerned, liquid nitrogen refrigeration is a better choice than vaporizing refrigeration.Key words: Liquid nitrogen, vaporizing heat, melting point, efficiency, range of danger。
液氮汽化潜热
液氮汽化潜热液氮汽化时，吸收大量的热，使温度升高到-196 ℃。
当压力降至120~200大气压时，在平衡温度(273 ℃)以下将发生相变，液氮变成无色、无味的液体氮蒸气，即液氮冷却时，液氮因向外界放出热量而变得越来越少，这种现象称为汽化。
液氮气化时的温度通常要比正常大气温度高，称为气化。
液氮是非常重要的低温工业原料，是空间技术、低温工程等科学研究中的极好材料。
另外，还可以用于深冷冰箱和深低温冰箱制冷剂等方面。
n液氮汽化潜热=3.92×104kJ(-1); n液氮凝固点-195 ℃; n液氮温度-196 ℃; n液氮温度-196 ℃； n液氮温度-194 ℃。
1.纯氮和混合氮的汽化潜热均随压力的增加而增加，而且二者之差达-54 ℃。
2.纯氮气体时，当压力在8大气压以下时，除因降温凝固外，液氮汽化过程不能进行。
3.液氮的临界温度是-196 ℃，其压力下临界温度也是-196 ℃。
n液氮不仅具有很高的汽化潜热，而且它是一种密度很小的流体，如果把它作为流动状态的介质，便可用于许多场合。
如液氮用作超低温液体推进剂，其密度较大，而又比较轻，当其所处状态能够保证超低温性能的条件下，它便可以以液体的形式贮存在运载工具或其他设备中，供随时调用，不仅能显著提高其利用率，而且可减轻发射重量。
例如，液氮的超低温速度只比固氮慢20%，能使航天飞机等装置达到几百公里/秒甚至上千公里/秒的超高速。
液氮还被广泛用作医疗器械，使人体受损组织得到迅速恢复，防止伤口感染。
液氮还可用于食品保鲜、水产养殖、纺织和皮革处理等领域。
n液氮的临界温度很低，因此用作冷却剂，也是它重要的应用之一。
将其注入机器内，可使电子管或半导体元件的温度急剧降低，从而延长使用寿命。
另外，它还被用于超级电容器、超导磁体等电子、电工领域。
1.液氮及其蒸气有麻醉作用。
2.操作人员应配戴防护眼镜、手套、防护服及口罩，使用液氮时，可能会发生严重冻伤事故，必须在专业培训人员指导下操作，并有安全设施和监控设备。
液氮汽化潜热
液氮汽化潜热
由于液氮汽化会吸收周围热量，且汽化潜热为5.56KJ/mol，常用来做深度制冷剂，结合其化学惰性，可以直接接触生物组织，立即冷冻且不会破坏生物活性，可以用在下面这些方面：
1.迅速冷冻和运输食品，或制作冰品。
2.进行低温物理学研究。
3.教学中做低温演示，如拿常温下柔软的物体在液氮中浸泡一下，会比玻璃更脆。
4.提供高温超导体显示超导性所需的温度，例如钇钡铜氧。
5.可作制冷剂，用来迅速冷冻生物组织，防止组织被破坏。
6.用于工业制氮肥。
7.用于化学检测，如BET比表面积测试法。
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1、重力传感器定标
如左图所示，为重力传感器定标时输出电压U随时间t
的变化。
取每次加砝码时U趋于平衡时可得下图。
如左图所示，为输出电压U随所加砝码质量m的变化曲
线，从图中可以看出重力传感器的线性输出非常好。
输
出电压U和砝码质量的关系由下式表示:
U=U0+Km
式中U0为传感器无电荷时的输出电压，K为斜率，即为
传感器输出灵敏度。
用origin进行拟合可得K=0.008V/g.
2、利用铜块测量液氮的汽化潜热
如左图所示，为放入第一个铜块时的图像。
从左到右依
次是液氮的自然挥发、加入铜块之后的挥发，又自然挥
发。
由左图可得
Δm铜=(U1-U2)/K=(3.491V-3.297V)/0.008V/g=21.25g
所以ΔQ=(H300K-H78K)m铜=1.563kJ
如图加入铜块之后U上下波动的较大，
而Δm氮=(U2-U3)/K=
(3.272V-3.210V)/0.008V/g=7.75g.
L=ΔQ/Δm氮=201.1kJ/kg
与文献给出的参考值198.64kJ/kg非常相近。
如左图所示，为放入第二个铜块时的图像。
从左到
右依次是液氮的自然挥发、加入铜块之后的挥发，
又自然挥发。
从左图可得
Δm铜
=(U1-U2)/K=(3.311V-3.162V)/0.008V/g=18.625g
所以ΔQ=(H300K-H78K)m铜=1.370kJ
如图加入铜块之后U上下波动的较大，
而Δm氮=(U2-U3)/K=
(3.161V-3.105V)/0.008V/g=7.00g.
L=ΔQ/Δm氮=195.7kJ/kg
与文献给出的参考值198.64kJ/kg非常相近。
3、利用电阻加热测量液氮的汽化潜热
如下图所示，该图为702mA恒流电源下加热电阻，从万能表读出电压表的示数为14.0V。
所以电阻的阻值为19.94Ω。
从左图可以看出。
斜率依次是k1=-2.343*10-4, k2=-6.225*10-4,
k3=-2.200*10-4.可以得知加热电阻之后，液氮挥发的更
快了。
k1和k3所在的直线趋近于平行。
从图中可以得出第一条直线的方程为U=-2.343t+2.736
第二条为U=-6.225t+2.821, 第三条为U=-2.200t+2.583
取中间直线的时间中点为t=385.91s，将其代入第二、
第三条直线方程得U1=2.646V, U3=2.498V.
Δm=ΔU/K=(U1-U3)/K=0.138g.
ΔQ=PΔt=UIΔt=26.25J
所以L=ΔQ/Δm=190.22kI/kg
与文献给出的参考值198.64kJ/kg非常相近。
能表读出电压表的示数为16.0V。
所以电阻的阻值为19.95
Ω。
从左图可以看出。
斜率依次是k1=-3.021*10-4,
k2=-5.987*10-4, k3=-2.800*10-4.可以得知加热电阻之后，
液氮挥发的更快了。
k1和k3所在的直线趋近于平行。
从图中可以得出第一条直线的方程为U=-3.021t+2.963
第三条为U=-5.987t+2.978, 第三条为U=-2.800t+2.794
取中间直线的时间中点为t=337.4s，将其代入第二、第三
条直线方程得U1=3.060V, U3=2.700V.
Δm=ΔU/K=(U1-U3)/K=0.045g.
ΔQ=PΔt=UIΔt=8.660J
所以L=ΔQ/Δm=192.44kI/kg
与文献给出的参考值198.64kJ/kg非常相近。