冰的熔化热-实验报告
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XX大学物理学院实验报告
实验名称:测定冰的熔化热
学生姓名:XXX 学号:XX
实验日期:20XX年XX月XX日
一、数据及处理
3. 投入冰的时刻:t=250s
冰的温度:-13.0℃
室温:26.1℃
5. 计算得到冰的熔化热L=3.22x10J/kg
6. T-t图像:
7. 从图中得到的信息:
水的初始温度(承装水时):39.5℃;
投入冰前水温下降速度:0.1℃/30s;
投入冰时水温:38.7℃;
冰完全融化后的温度:22.1℃;
系统达到稳定状态耗时:约100s;
投入冰时温度比室温高12.6℃,稳定后温度比室温低4℃,其比值为3.15;
二、分析与讨论
1. 误差的主要来源:
误差主要来源于搅拌过程和转移过程之中水的溅出,包括溅出到桌上与溅出到外筒里,这将直接影响冰的测量质量,由于在计算式中,冰的质量位于分母,故放大了绝对误差。因此,在失败(误差过大)一次后,采取连同外筒一起测量质量的方法,防止在取出内筒过程中造成的溅出,同时测量包括溅入外筒的水。
2. 补偿法的意义:
理论公式的适用范围是有限的,在相当多的实验情况下,不可避免的会出现超出适用范围的因素,例如本实验中的对环境吸放热,无法实现完全绝热的实验条件,带来系统的偏差。补偿法可以在一定程度上减小这些不可抗因素的影响,使作用效果相反的两种因素相互抵消以维持实验结果,从而减小实验误差。在其他的实验中,例如迈克尔逊干涉仪中,也存在着大量的补偿法应用。
3. 测量值偏小的原因:
(1)取出冰块和将冰块擦干时不可避免的会与外界,特别是加持、擦拭工具间相互传热,甚至与手掌间接传热,造成温度上升,使熔化热计算值偏低;
(2)读取系统热平衡温度时,由于外界导热的影响以及温度计示数的延迟使温度读取值偏大,导致熔化热计算值偏低;
(3)拟合过程采取直线拟合,与原本的二次拟合存在差异,导致起始温度较推断值更高,使熔化热计算值偏低。
三、收获与感想
(1)投入冰前与最终稳定后,温度的变化较为缓慢,测量数据点可以选择更疏一些。(2)投入冰后到稳定前,温度变化非常剧烈,测量数据点可以选择更密一些。
(3)投入冰与记录时间、温度难以同时进行,故可以根据投入冰前的温度变化线性推出投入冰时刻的系统温度,以获得准确值,在其他热学实验中也可以应用。
(4)在量程允许的情况下,将整个量热器称量质量,而不取出内筒,减少必要的操作步骤,减少水的溅出带来的误差。
(5)初步了解并使用了补偿法,为以后在测电阻、迈克尔逊干涉仪等实验增加经验。