雷诺温度校正图
物理化学实验思考题及参考答案
答：把氧弹里面氧气放掉，打开氧弹盖，检查点火丝是否与电极接好，重新装点火丝。
9.在燃烧热的测定实验中，哪些因素容易造成误差？提高本实验的准确度应该从哪些方面考虑？
答：在燃烧热的测定实验中以下因素容易造成误差：（1）样品压片过程中混入污染物、称重后脱落、造成称重误差；（2）如果样品燃烧后残留了不易观测到的试样残留物、而又把它当作没有残留完全充分燃烧处理数据，势必造成较大误差；（3)搅拌器功率较大，搅拌器不断引进的能量形成误差；（4）热量计的绝热性能应该良好，如果存在有热漏，漏入的热量造成误差；（5）数据处理中用直接测量的温差当成真实温差进行计算；
答：氧弹热量计中氧弹、水桶、温度计、搅拌器、桶中的水属于体系，除了体系外的其他的部分都是环境。
只要体系和环境间有温差就会有热损耗，当环境温度高于体系温度时，环境就会向热量计辐射热量而使其温度升高；当体系温度高于环境温度时，热量计就会向环境辐射而使热量计的温度降低，从而使燃烧前后温度的变化不能直接准确测量，即直接测量的温差不是测真实温差。
2.恒温水浴控制的温度是否是某一固定不变的温度？
答：不是，恒温水浴的温度是在一定范围内保持恒定。因为水浴的恒温状态是通过一系列部件的作用，相互配合而获得的，因此不可避免的存在着不少滞后现象，如温度传递、感温元件、温度控制器、加热器等的滞后。所以恒温水浴控制的温度有一个波动范围，并不是控制在某一固定不变的温度，并且恒温水浴内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。
4.什么是恒温槽的灵敏度？如何测定？
答：TS为设定温度，T1为波动最低温度，T2为波动最高温度，则该恒温水浴灵敏度为：
测定恒温水浴灵敏度的方法是在设定温度下，用精密温差测量仪测定温度随时间的变化，绘制温度-时间曲线（即灵敏度曲线）分析其性能。
实验3 燃烧热的测定
= 14.51kJ/K
2.萘的燃烧实验 萘与合金丝总重 0.5968g，合金丝重 0.0221g，燃烧后剩余 0.0094g。 在以 22.860℃作为零点时测量得到的温差用 Origin 作出下图：
图 5 萘燃烧曲线的雷诺校正图
温差为 0 时，时间为 1309s。
对 FH 段和 DG 段进行线性拟合，得到下图：
由于反应体系无法隔热，所以采用雷诺校正法来尽可能地减小误差。燃烧 前使体系的温度低于环境温度，得到一条吸热曲线，燃烧及传热完全后体系温 度高于环境温度，又会得到一条放热曲线，将其拟合到温度为室温时刻，即可 得到较为准确的 ΔT 数据。
图 1 绝热较差（左）和绝热良好（右）的雷诺校正图
综上，本实验通过测定两组温度变化数据，利用雷诺校正法和下列公式
关键词：燃烧热，氧弹卡计，萘
前言
物质的燃烧热是指一摩尔的物质完全燃烧所放出的热量。完全燃烧指的是 燃烧物中所有元素都出于最高价态。一般考虑的是物质在恒定条件下的燃烧 热，如本实验中最终测定的是物质在通况下的燃烧热，即各反应物和生成物都 处于通况下的状态。
热是一个不易测定的物理量，本实验通过测量温度变化来间接测定。本实 验所用恒温氧弹量热卡计是一种热容固定，易操作的仪器，加之水的热容已 知，且温度易于测量，令其作为传热介质即可测定体系的温度变化。
结果与分析
1.实验结果 实验得到萘的燃烧热为 5104kJ/mol。（数据处理见附件） 查阅资料，得到萘的恒压标准燃烧热 ϴ(298.15K, 1atm) = 5154kJ/mol， 相对误差为-0.97%。 2.误差分析 ①从操作过程来看： （1）在称量总质量到燃烧中间有很长一段时间，如果压片稍有松动则可能 部分脱落而无法完全点燃，导致放出的热量偏小； （2）操作时是裸手，可能会有油脂附着在样品和合金丝表面影响放热量， 从而影响实验结果； （3）装入的水量较大，量取时不能保证两次实验绝对相等，可能会产生一 定的相对误差。
用Origin软件的线性拟合和非线性曲线拟合功能处理实验数据
＜
０．５，表明有９５％ 置信度认为可以拒绝零假
第６期
陈旭红：用 Ｏｒｉｇｉｎ 软件的线性拟合和非线性曲线拟合功能处理实验数据
８９
设，也就是说可以接受拟合的参数的结果。 将相关的数据代入ＱＶ＝ Ｍｍ·Ｃ·ΔＴ，其中Ｃ为水当量，就可以求得ＱＶ：ＱＶ＝－ ５ ５４１．８ｋＪ·ｍｏｌ－１。 如果采用手工作图，不同的操作者处理同一组数据，得到的结果可能不同；即使由同一个操作者在不
摘 要：以物理化学实验中《 燃烧热的测定》实验为例，说明Ｏｒｉｇｉｎ软件在计算机上对实验数据进行作图、线性拟
合和非线性曲线拟合等处理而求得需要的实验参数，从而大大减少数据处理过程中产生的误差，而且方便快捷。
关键词：Ｏｒｉｇｉｎ软件；燃烧热；线性拟合；非线性曲线拟合
中图分类号：ＴＰ３１７
文献标识码：Ｂ
同时间处理同一组数据，其结果也不会完全一致。使用Ｏｒｉｇｉｎ软件可以克服上述问题，能够准确、快速、方 便地处理实验的数据。
参考文献：
［１］ 郝红伟，施光凯． Ｏｒｉｇｉｎ６．０实例教程［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０００． ［２］ 夏春兰．Ｏｒｉｇｉｎ软件在物理化学实验数据处理中的应用［Ｊ］．大学化学，２００３，１（８ ２）：４４－ ４６． ［３］ 复旦大学，武汉大学，中国科技大学．物理化学实验［Ｍ］． ３版．北京：高等教育出版社，２００４．
０引言
提及Ｏｒｉｇｉｎ软件［１］，许多人都知道它在实验数据作图上的应用。用Ｏｒｉｇｉｎ软件线性拟合和非线性曲线拟 合功能处理数据方面却很少有报道。实际上，Ｏｒｉｇｉｎ软件在线性拟合和非线性曲线拟合时，可屏蔽某些偏 差较大的数据点，以降低曲线的偏差［２］，得到更为准确的结果，且方便快捷。
Ｏｒｉｇｉｎ软件有如下基本功能：①输入数据并作图。②将数据计算后作图。③数据排序。④选择需要的 数据范围作图。⑤数据点屏蔽。⑥Ｏｒｉｇｉｎ软件的线性拟合和非线性曲线拟合功能。
燃烧热的测定
燃烧热的测定Ⅰ 实验目的1、掌握燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系；2、熟悉热量计中主要部分的原理和作用，掌握氧弹热量计的实验技术；3、用氧弹热量计测定苯甲酸和萘的燃烧热；4、学会雷诺图解法校正温度改变值。
Ⅱ 实验原理 1、燃烧与量热根据热化学的定义，1mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。
燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。
量热法是热力学的一种基本实验方法。
在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热Q V 和恒压燃烧热Q p 。
由热力学第一定律可知，Q V 等于体积内能变化∆U ；Q p 等于其焓变∆H 。
若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：Q p = Q V + ∆nRT 2、氧弹热量计氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。
样品完全燃烧后释放的能量使得氧弹本身及其周围的介质和热量计有关附件的温度升高 ，则测量介质在燃烧前后体系温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。
其关系式如下：T C C W qb Q Mw J V ∆+=--)(水水样Ⅲ 仪器 试剂氧弹量热计 1套 万用表 1个 数字式精密温差测量仪 1台 案秤 1台 氧气钢瓶 1只 秒表 1个 氧气减压阀 1只 分析天平 1台 压片机 1台 引燃专用镍铬丝 塑料桶 1个 苯甲酸 剪刀 1把 萘Ⅳ 实验装置图Ⅴ实验步骤1、测定热量计的水当量1.1样品制作用分析天平称取大约1.15g左右的苯甲酸，在压片机上压成圆片。
用镊子将样品在干净的称量纸上轻击，除去表面松散粉末后再用分析天平称量，精确0.0001g。
1.2装样并充氧气打开氧弹盖，将氧弹内部擦干净。
测量金属小杯质量后，小心将样品片放置在金属小杯中部。
称取一定长度的引燃镍铬丝，在直径约2mm的万用电表笔上，将引燃镍铬丝的中段绕成螺旋形8圈。
将螺旋部分紧贴在样片的表面。
旋紧氧弹，将导气口与氧气钢瓶上的减压阀相连接。
实验七十一 燃烧热的测定
六、实验数据记录与处理
1、分别作苯甲酸及待测物萘的温度-时间曲线，通过雷 诺校正图求出它们在燃烧前后引起的实际温升值∆T1 和 ∆T2。 2、水当量的计算 3、萘的燃烧热的计算。
七、思考题
1、固体样品为什么要压成片状？ 2、在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用？ 3、本实验中，那些为体系？那些为环境？实验过程中有 无热损耗，如何降低热损耗？ 4、为什么实验测量得到的温差值要用雷诺图解法校正？ 5、使用氧气钢瓶和减压阀时有那些注意事项？ 6、欲测定液体样品的燃烧热，你能想出测定方法吗？
四、实验步骤
(5) 测定水当量 (6) 检查燃烧是否完全 取出氧弹，放出余气，打开氧弹 盖，若氧弹中无灰烬，表示燃烧完全。 (7) 称量剩余点火丝 待处理数据时用。 2、萘的燃烧热的测定 称取0.5～0.6g萘，重复上述步骤测定之。
五、注意事项
1、压片不能太紧或太松。 2、点火丝一定要和式样片接触，不能和金属器皿相接触。 3、氧弹内不要忘记加水。 4、氧气钢瓶在开总阀前要检查减压阀是否关好；实验结 束后要关上钢瓶总阀，注意排净余气，使指针回零。
吉首大学 化学实验教学中心
Experimental Chemistry Center of Jishou University
实验七十一 燃烧热的测定
主讲教师：杨烧热的测定
预习提问
1、如何定义物质的燃烧热？ 、 2、恒压燃烧热与恒容燃烧热有什么样的关系？实验中直接 测量的物理量是什么?用氧弹式量热计所测得的燃烧热是Qv 还是Qp? 3、氧弹式量热计中，哪些部件属于体系？哪些属于环境？ 实验过程中有无热损耗?这些热损耗对实验结果有何影响? 4、实验成败的关键是什么？怎样提高点火效率？ 5、为什么要测真实温差？怎样测定？ 6、实验中，哪些因素容易造成误差？提高本实验的准确度 应该从哪些方面考虑？
雷诺温度校正图
而必须经过作图法进行校正-雷诺（Renolds）温度校正图。
具体方法如下。
当适量待测物质燃烧后使热量计中的水温升高1.5～2.0℃。
将燃烧前后历次观测到的水温记录下来，并作图，连成abcd线（图3）。
图中b点相当于开始燃烧之点，c点为观测到的最高温度读数点，由于量热计和外界的热量交换，曲线ab及cd常常发生倾斜。
取b点所对应的温度T1，c点对应的温度T2，其平均温度为T，经过T点作横坐标的平等线TO，与折线abcd相交于O点，然后过O 点作垂直线AB，此线与ab线和cd线的延长线交于E，F两点，则E点和F点所表示的温度差即为欲求温度的升高值ΔT。
如图3所示，E
E'表示环境辐射进来的热量所造成热量计温度的升高，这部分必须扣除；而F
F'表示量热计向环境辐射出热量而造成热量计温度的降低，因此这部分必须加入。
经过这样校正后的温差表示由于样品燃烧使热量计温度升高的数值。
图 3 绝热较差时的雷诺校正图图 4 绝热良好时的雷诺校正图
有时热量计的绝热情况良好，热量散失少，而搅拌器的功率又比较大，这样往往不断引进少量热量，使得燃烧后的温度最高点不明显出现，这种情况下ΔT 仍然可以按照同法进行校正（图4）。
必须注意，应用这种作图法进行校正时，量热计的温度和外界环境温度不宜相差太大（最好不超过2～3℃），否则会引起误差。
物化实验报告-燃烧热的测定-苯甲酸-萘
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定【实验目的】①明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。
②掌握量热技术的基本原理，学会测定奈的燃烧热。
③了解氧弹卡计主要部件的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。
④学会雷诺图解法校正温度改变值。
【实验原理】燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（O v ），恒容燃烧热这个过程的内能变化（ΔU ）。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q p ），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化（ΔH ）。
若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则有下列关系式：∆c H m = Q p ＝Q v ＋Δn RT （1）本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。
测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质（本实验用水）的温度升高。
氧弹是一个特制的不锈钢容器（如图）为了保证化妆品在若完全燃烧，氧弹中应充以高压氧气（或者其他氧化剂），还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水，而几乎不与周围环境发生热交换。
但是，热量的散失仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。
因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量，而必须经过作图法进行校正。
放出热(样品+点火丝)＝吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中，样品物质的量为n 摩尔，放入密闭氧弹充氧，使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器各部件，引起温度上升。
设系统（包括内水桶，氧弹本身、测温器件、搅拌器和水）的总热容为C （通常称为仪器的水当量，即量热计及水每升高1K 所需吸收的热量），假设系统与环境之间没有热交换，燃烧前、后的温度分别为T 1、T 2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为:nT T C Q m V )(12,--= （2） 式中，Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol-1)；n 为样品的摩尔数（mol)；C 为仪器的总热容(J·K-1或J / oC)。
燃烧热(焓)的测定
实验二 燃烧热(焓)的测定一、实验目的1．了解XRY －1A 型数显氧弹式热量计的原理、构造和使用方法；2．掌握有关热化学实验的一般知识和技术；3．测定萘的燃烧热。
二、基本原理燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应。
所谓完全燃烧是指C 变为CO 2(气)、H 变为H 2O(液)、S 变为SO 2(气)、N 变为N 2(气)、C1变为HCl 水溶液。
燃烧热有等容燃烧热Qv 和等压燃烧热Q P 两种。
等容燃烧热是定容条件下测定的燃烧热，由热力学第一定律可知，它等于此过程的内能变化ΔU ，即Qv =ΔU ；而等压燃烧热是定压条件下测定的燃烧热，它等于等压过程的焓变ΔH ，即Q P =ΔH 。
若把参加反应的气体视为理想气体，则上述两种燃烧热存在如下关系：nRT Q Q V P ∆+= （2－1）式中Δn 为产物与反应物中气体物质的量之差；R 为气体常数，T 为反应温度。
若测得某物质的定容燃烧热Qv ，则可求得定压燃烧热Q P 。
定压燃烧热通常用ΔH 表示。
在盛有定量水的容器中。
放入内装有m g 样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器引起温度上升。
若已知水的质量为w kg ，仪器的水当量为W 1（热量计温度每升高1 K 所需的热量相当于W 1 kg 水温度升高1 K 所需的热量）。
若燃烧前、后的温度分别为t 0和t n ，则m g 物质的恒容燃烧热为：Q ˊ＝ C (w ＋ W 1) ( t n － t 0) （2－2）式中水的热容C = 4.18×103 J ·kg -1·K -1。
因此，摩尔质量为M 的物质的摩尔燃烧热为： Q ＝ M/m ·C (w ＋ W 1) ( t n － t 0) （2－3）水当量W 1的求法是把已知燃烧热的物质（如本实验用苯甲酸）放在热量计中燃烧，测其始、末温度，按式(2－3)求出。
三、仪器和药品XRY －1A 型数显氧弹式热量计、压片机、剪刀、活动搬手、氧气钢瓶及减压阀、电子天平、2 000 ml 量筒、1 000 ml 量筒、1／10温度计。
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而必须经过作图法进行校正-雷诺（Renolds）温度校正图。
具体方法如下。
当适量待测物质燃烧后使热量计中的水温升高1.5～2.0℃。
将燃烧前后历次观测到的水温记录下来，并作图，连成abcd线（图3）。
图中b点相当于开始燃烧之点，c点为观测到的最高温度读数点，由于量热计和外界的热量交换，曲线ab及cd常常发生倾斜。
取b点所对应的温度T1，c点对应的温度T2，其平均温度为T，经过T点作横坐标的平等线TO，与折线abcd相交于O点，然后过O 点作垂直线AB，此线与ab线和cd线的延长线交于E，F两点，则E点和F点所表示的温度差即为欲求温度的升高值ΔT。
如图3所示，E
E'表示环境辐射进来的热量所造成热量计温度的升高，这部分必须扣除；而F
F'表示量热计向环境辐射出热量而造成热量计温度的降低，因此这部分必须加入。
经过这样校正后的温差表示由于样品燃烧使热量计温度升高的数值。
图 3 绝热较差时的雷诺校正图图 4 绝热良好时的雷诺校正图
有时热量计的绝热情况良好，热量散失少，而搅拌器的功率又比较大，这样往往不断引进少量热量，使得燃烧后的温度最高点不明显出现，这种情况下ΔT 仍然可以按照同法进行校正（图4）。
必须注意，应用这种作图法进行校正时，量热计的温度和外界环境温度不宜相差太大（最好不超过2～3℃），否则会引起误差。