实验五、冰的熔化热的测定(混合法)教学提纲
用混合量热法测定冰的熔解热.doc
用混合量热法测定冰的熔解热一． 目的要求１． 正确使用量热器，熟练使用温度计；２． 用混合量热法测定冰的熔解热；３． 进行实验安排和参量选取；４． 学会一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
二． 引言物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。
kg 1物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。
单位：1kg J -⋅。
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与某已知热容的系统Ｂ相混合，并设法使其成为一个与外界无热量交换的孤立系统B)A C(+=。
这样Ａ（或Ｂ）所放出的热量将全部为Ｂ（或Ａ）所吸收，因而满足热平衡方程：吸放Q Q = (18.1) 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θ∆及其热容s C 计算出来的：θ∆=s C Q (18.2) 于是，待测系统在实验过程中所传递的热量即可求得。
冰的熔解热也就可以据此测定。
由上所述， 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，同时要求实验者本人在测量方法及实验操作等方面去设法保证。
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。
三． 原理 质量M 、温度0θ'的冰块与质量m 、温度1θ的水相混合，冰全部熔解为水后，测得平衡温度为2θ。
假定量热器内筒与搅拌器的质量分别为1m 、2m ，其比热容分别为1c 和2c ；数字式温度计之测温传感器（铂电阻测温探头）自身热容甚小，可忽略不计；水及冰的比热容分别为c 和i c （在－40℃～0℃范围内，11K kg kJ 8.1--⋅⋅=i c ）；冰的熔点为0θ。
则由热平衡方程可得：()()()()2122110200θθθθθθ-++=-++'-m c m c cm cM ML M c i 本实验条件下，冰的熔点可认为是０℃，也可选取冰块的温度C 00='θ。
冰的熔解热的测定实验报告
实验名称测定冰的熔解热一、前言物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、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T T'θJKT 1T 1'的熔点均认为是0℃，设为T 0），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 ℃（此时应低于室温10℃左右），冰的溶解热由L 表示，根据（1）式有 ML +M c 1（T - T 0）=（m 1 c 1+ m 2 c 2+ m 3 c 3）（T 1- T ）因T r=0℃，所以冰的溶解热为：11223311()()m c m c m c T T L Tc M ++-=- （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。
测定冰的熔解热
45实验4-4 测定冰的熔解热混合法是热学实验中的一种常用方法，其基本原理可用热平衡方程式来描述，即在一个孤立系统中，一部分物体所吸收的热量等于该系统中其它物体所放出的热量。
本实验用混合法测冰的熔解热，关键是必须保证系统为孤立系统•（即系统与外界环境没有热交换）。
【实验目的】1．掌握用混合法测定冰的熔解热的方法。
2．学习散热修正的一种方法。
【实验器材】量热器、物理天平、温度计、水、冰块、秒表、取冰夹子等。
【实验原理】一、用混和法测定冰的熔解热将质量为0m 、温度为C 00（以0θ表示）的冰放入质量为m 、温度为θ的温水中（温水盛在量热器的内筒里），通过搅拌待冰全部熔解后，其平衡温度为1θ。
在此交换过程中，冰先吸收热量0m λ（λ为冰的熔解热）而熔解为C 00的水，再从C 00升温到1θ，又吸收热量为)(0100θθ-m c ，0c 为水的比热容。
量热器系统（内筒、搅拌器、温度计）与原来的温水放出的热量可表示为（m c 0+11m c +22m c +30m c ）)(1θθ-。
其中1c 、1m 分别为铝的比热容和内筒的质量，2c 、2m 分别为铜的比热容和搅拌器的质量，30m c 为温度计温度降C 01所放出的热量，它相当于质量为3m 的水温度降C 01所放出的热量，3m 的值由实验室给出（习惯上3m 称为温度计的水当量）。
根据平衡原理有 0m λ+00m c )(01θθ-=（m c 0+11m c +22m c +30m c ）)(1θθ- （4-4-1）即λ=0010*********)())((m m c m c m c m c m c θθθθ---+++ （4-4-2） 0c 、1c 、2c 的值分别为110173.4--⋅⋅=K g J c 、111904.0--⋅⋅=K g J c 、112385.0--⋅⋅=K g J c （它们随温度的变化可忽略不计）。
可以看出，本实验的关键是必须保持系统为孤立系统•，即系统与外界环境没有热交换，热传递有三种方式：①热传导；②热对流；③热辐射。
冰熔化实验教案
冰熔化实验教案教案标题：冰熔化实验教案教案目标：1. 通过进行冰熔化实验，让学生理解固体与液体之间的相变过程。
2. 培养学生观察、记录和分析实验数据的能力。
3. 培养学生团队合作和实验操作技能。
教学资源：1. 冰块2. 温度计3. 定时器4. 热水5. 实验记录表格教学步骤：引入活动：1. 向学生介绍实验的目的和背景，即探究冰熔化的过程。
2. 引导学生思考：在什么条件下冰会融化？融化后会变成什么？实验步骤：1. 将一块冰放在实验容器中。
2. 使用温度计测量室温，并记录在实验记录表格中。
3. 将温度计插入冰块中心，并记录初始温度。
4. 启动定时器，每隔一分钟记录一次冰块的温度。
5. 当冰块完全融化时，停止定时器并记录最终温度。
实验数据分析：1. 将实验数据绘制成温度-时间曲线图。
2. 引导学生观察曲线图，分析冰块融化的速度是否一致。
3. 引导学生思考：冰块融化的速度是否受到温度的影响？讨论与总结：1. 引导学生回答上述思考问题，并进行讨论。
2. 总结实验结果：冰块在不同温度下的融化速度是否一致？3. 引导学生理解融化是固体向液体的相变过程，并解释相变过程受温度影响的原因。
拓展活动：1. 提出新的问题：冰块在盐水中的融化速度是否与普通水相同？2. 引导学生设计新的实验，验证问题的答案。
3. 鼓励学生进行实验记录、数据分析和结果总结。
评估方法：1. 观察学生在实验中的参与程度和团队合作能力。
2. 检查学生的实验记录表格和数据分析图。
3. 进行小组或个人讨论，评估学生对实验结果的理解和解释能力。
教学延伸：1. 引导学生探究其他物质的相变过程，如水的沸腾和凝固。
2. 鼓励学生进行更复杂的实验设计和数据分析，深入理解相变过程的原理。
教学提示：1. 在实验过程中，确保学生遵守实验室安全规定。
2. 鼓励学生提出问题和进行自主探究，培养他们的科学思维能力。
3. 在讨论和总结环节，引导学生运用科学语言和概念表达自己的观点。
冰的熔解热的测定实验报告
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一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的1、学习用混合量热法测定冰的熔解热。
2、应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
3、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、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T T'θ JKT 1 T 1'的熔点均认为是0℃，设为T 0），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 ℃（此时应低于室温10℃左右），冰的溶解热由L 表示，根据（1）式有 ML +M c 1（T - T 0）=（m 1 c 1+ m 2 c 2+ m 3 c 3）（T 1- T ）因T r=0℃，所以冰的溶解热为：11223311()()m c m c m c T T L Tc M ++-=- （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。
物理实验教案测定冰的熔解热
测定冰的熔解热（一）一、前言物质从固相转变为液相的相变过程称为熔解。
一定压强下晶体开始熔解时的温度称为该晶体在此压强下的熔点。
对于晶体而言，熔解是组成物质的粒子由规则排列向不规则排列的过程，破坏晶体的点阵结构需要能量，因此，晶体在熔解过程中虽吸收能量，但其温度却保持不变。
物质的某种晶体熔解成为同温度的液体所吸收的能量，叫做该晶体的熔解潜热。
二、实验目的学习用混合量热法测定冰的熔解热。
1.应用有物态变化时的热交换定律来计算冰的溶解热。
2.了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
三、教学重、难点1.正确选择测量温度的方法和时机。
2.严格按操作要求取用冰块和使用量热器。
四、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T），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℃（此时应低于室温10℃左右），冰的溶解热由L表示，根据（1）式有 ML+M c1（T- T）=（m1c1+ m2c2+ m3c3）（T1- T）因Tr=0℃，所以冰的溶解热为：JKT 1 T 1'11223311()()m c m c m c T T L Tc M ++-=-（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。
测定冰的熔化热-实验报告
测定冰的熔化热实验报告（一）实验数据及处理1.第一次实验数据处理C水=4.18×103 J/(Kg·K）C1=C2=0.389×103 J/(Kg·K）C冰=1.80×103 J/(Kg·K）m=22.69 g m0=164.16 g T2-T3=15.2℃2.第二次实验数据处理C水=4.18×103 J/(Kg·K）C1=C2=0.389×103 J/(Kg·K）C冰=1.80×103 J/(Kg·K）m=22.97g m0=171.13g T2-T3=13.8℃（T2-θ):(θ-T3)= 10.1 ：3.7（二）分析与讨论1.从实测数据看，如果实验全过程中散热、吸热没有达到补偿，冰的熔化热结果不一定偏离“合理”的数据范围，这说明散热或吸热并不是该系统的主要实验误差来源。
那么，本实验的主要误差来源是什么？由熔化热的公式看，对计算结果影响最大的量是m，即冰的质量。
由于采用间接测量法，因此冰的质量是比较容易产生误差的，比如投冰时溅出水，就会对算出的冰的质量产生影响，从而产生误差。
2.通过实验去体会粗略修正散热的方法——补偿法在本实验中的应用对学习做实验的意义。
在实验系统不能很好地保证绝热时，用补偿法修正系统误差是一个办法，也是一个好的思路。
在这次实验中，我们应该反复摸索，对各物理参量进行合理的选择和调整，使散热和吸热基本达到补偿。
然而，实验结果证实量热器是一个很好的绝热系统，因此，在分析系统误差来源时，应实事求是地、定量地进行分析，不能将误差的来源归结为系统的散热、吸热未能达到补偿。
3.在本实验室提供的条件下，实测熔化热的结果通常小于文献值L=3.34×105J/Kg，你能分析是什么原因吗？本实验未计算温度计插入水中的部分带来的影响。
用实验了解冰融化的过程教案
用实验了解冰融化的过程教案。
教学目标：
1.理解冰的熔化过程；
2.理解水的分子构成及其在熔化过程中的运动；
3.协作实施实验，感受实验的科学性、精确性、严谨性。
教学步骤：
1.导入：用场景引发学生探究热力学知识
在炎热的夏天，每个人都会喜欢吃冰棍或冰淇淋来降温，但是为什么冰可以融化？融化的过程是什么样的？这是我们学习的主题。
2.实验：观察冰的熔化过程
（1）将一块冰放在容器中，记录此时冰的状态。
（2）观察冰的熔化过程，记录熔化时间、温度变化等数据，注意变化规律。
（3）把放在冰上的温度计拿走，挺起水温和容器的温度变化。
（4）实验结束后，回顾实验的过程和结果，总结实验的目的、方法、结果和结论。
3.讨论：理解冰的熔化过程
在实验中，我们发现冰在特定的条件下会融化，这是怎么回事呢？我们可以带领学生一起思考。
1、冰的熔化过程？
2、水分子的大致构成是什么？
3、水分子在熔化时是如何发生运动的？
4、对于液体分子在序排布、无序中运动情况的了解？
5、对于物质来源、即物质不灭的热力学第一定律的认识？
4.总结：学生自评及教师点评
在教师的带领下，让学生自评课程中获得的收获。
同时，教师也应该给予学生恰当的点评与指导，以便学生进一步了解自己所掌握的物理学和化学学科基本知识等。
这个教案的核心是让学生通过实验的方式理解物理学和化学学科的基本知识，并在实现科学精神、探究精神的过程中体验科学实验的严谨性和科学性。
通过该教案的教学，学生将对冰的熔化过程有一个更好的理解，并能结合实际生活中的场景进行理解和掌握。
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J/(kg·℃)），根据热容 Ccm cV ，两者的比热
容与密度的乘积基本相同，那么温度汁浸入液体部分的 体积V(立方米单位)对应的热容为
C w c m cV 1 .9 1 0 6 V (J /o C )（2）
六、实验原理
1、用混合法测定冰的熔解
在一定的压强下，晶体熔解过程中的温度(称为熔点) 是不变的。单位质量的某种晶体熔解成同温度的液体所
吸收的热量称为该晶体的熔解热。熔解热用λ表示，单
位为J／kg。
混合量热法就是将待测子系统Ⅰ(在本实验中是冰
块)和已知热容为 c 2 的子系统Ⅱ(在本实验中是量热器
内筒、搅拌器、温度汁浸没在水中的部分及水)混合， Ⅰ和Ⅱ组成一个近似与外界无热交换的孤立系统，根据 热平衡原理，于是Ⅱ放出的热量 Qc2 全部被Ⅰ吸 收，这就是混合量热法的基本原理。
时间t变化的曲线如图所
示:
1 与B 量热2
器内筒温度所对应的时
刻分别为
t1 t t2
根据(4)式，系统温度从 1 变为 B 这段时间系统 向外界散失的热量：
a. 牛顿冷却定律
热量的测量是热学中的另一个基本测量.温度升高或降低 d ，
dQ d
C
，这个量C
就定义为该系统的热容.实验中测
出 d ，在已知系统的热容情况下就可测出系统吸收(或
放出)的热量.在一些实验中，为了测量实验系统内各个
子系统之间的热量交换，要求整个实验系统为一个与外
合量热法的基本原理得到 M c 0 M ( 2 0 ) ( c 0 m c 1 m 1 c 2 m 2 C w ) ( 1 2 ) 因此冰的溶解热为
M 1 ( c 0 m c 1 m 1 c 2 m 2 C w ) (1 2 ) c 0 (2 0 )(1)
温度计的热容Cw可这样计算：水银温度汁由玻璃
将此值代人(1)式，并取 c0 4.19103J／(kg·℃)，
0 ＝0℃， 1 和 2 都取摄氏度，可得
M 1 ( 4 . 1 9 1 0 3 m c 1 m 1 c 2 m 2 1 . 9 1 0 6 V ) ( 1 2 ) 4 . 1 9 1 0 3 2
(3)
2、根据牛顿冷却定律补偿散热
分析天平，量热器 ，温度计，烧杯，水，电热杯， 冰箱, 量筒, 搅拌器，秒表，镊子。
五、量热器
量热器种类很多，因测量目的不同，有不同结构.本实 验如图所示：由绝热材料制成的外筒②和由良导体材料 制成的内筒①构成.容纳液体的内筒固定在由保温材料构 成的绝热架⑥上，外筒口用胶木盖⑤盖住，胶木盖的中 央孔用来插温度计③，旁边的小孔用来插搅拌器④.量热 器这种内外筒封闭结构减少了对流和热传导，内筒壁又 很光洁减少了热辐射，从而减少了筒内液体与周围环境 的热交换.
和环境温度 B 的
差成正比，数学表达式为
ddQt kA B
（4）
这就是从大量实验总结出来的牛顿冷却定律。式中k
为散热系数，其数值与系统表面的热辐射本领和面积有
关，在系统表面状态变化不大的情况下，k为一常量.设 系统的热容为C，即 dQCd ，(4)式还可写成：
d
dt
Ck A
B
(5)
式中 d 称为系统的冷却速率。
设冰块的质量为M、温度为 0 (本实验只测温度差，
因此单位用℃方便，且在实验室条件下，冰块从冰水混
合物中取出时 0 =0℃)，与质量为m、温度为 1 的水混
合。冰全部熔解后系统达到热平衡时的温度为 2 。量热 器内筒和搅拌器的质量分别为 m 1 和 m 2 ，比热容分别为
c 1 和 c 2 ，水的比热容为 c 0 ，温度计的热容为Cw 。由混
dt
b.补偿散热
混合量热法要求实验系统应该是一个孤立系统。除 了使用量热器外，在实验操作过程中应注意：不要用手 握量热器；在远离热源及空气流动太快的地方进行实验； 不能随便打开量热器的盖子；尽可能使系统与外界温差 小；尽量使实验迅速完成等。即使这样，实验过程中无 法达到系统与外界完全绝热，量热器内筒还会与周围环 境有热交换。因此我们需要根据牛顿冷却定律对散热进 行修正。
实验五、冰的熔化热的测定（混合法）
热学实验涉及到对基本物理量之一的温度的测量. 因为只有在热平衡条件下系统各部分的温度才相同，所 以测定系统的温度时，必须使系统处于热平衡状态.
实验五、冰的熔化热的测定（混合法）
• 实验目的 • 实验内容 • 实验重点 • 实验仪器设备及材料
• 实验装置 • 实验原理 • 实验步骤 • 思考
设量热器内筒及筒内的水、冰块、搅拌器等为系统，
系统表面的温度（即量热器内筒的温度，可近似为筒内
水的温度）为θ。设量热器内筒以外即为环境，环境的
温度 可近B 似认为不变。
当 B
时，d Q 0
dt
，系统向环境散热；
当 B
时，d Q 0
dt
，系统从环境吸热。
我们根据牛顿冷却定律，选择合适的系统初温 1 和终温
界无热量交换的孤立系统.
量热器(参见本实验的装置介绍)就是为此而设计的 实验装置，但量热器只能使实验系统粗略地接近一个孤 立系统，因此应该估计实验过程中系统从外界环境中吸 收(或放出)的热量及其对实验结果的影响。
当系统与外界环境的温度差相当小的情况下，系统单
位时间内散失的热量
dQ dt
与系统温度 A
一、实验目的 1.学习温度和热量的初步测定方法，掌握用混合法 测定冰的熔解热。 2.学习用牛顿冷却定律补偿散热。
二、实验内容 学习温度和热量的初步测定方法，掌握用混合
法测冰的熔解热。 三、实验重点
1.学习用牛顿冷却定律补偿散热。 2.掌握对测量结果的标准不确定度进行评定。 四、实验主要仪器设备及材料
2 ，使 1 B ,而 2 B ,并使整个实验过程中系统
与环境之间的散热与吸热的代数和为零，使系统的散热
得到补偿。
在实验过程中，刚投
入冰时，水温高，冰块
与水的接触面积大，熔
解快，水温下降也快。
随着冰的不断熔化，冰
块逐渐变小，水温变低，
冰熔解放慢，水温下降
也慢。量热器内筒的温
度 (即 简内的水温)随