1. 在燃烧热装置中,为什么实验测量到的温度差值经过作图法校正
热量的散失是无法完全避免的,这可以是环境相量热计辐射进热量而使其温度甚高,也可以是有量热计向环境辐射放热量而是量热计的温度降低,因此燃烧前后的温度变化值不能直接准确地测量,而必须经过作图法进行校正。
2. 在燃烧热的测定实验中,那些是体系,哪些是环境实验过程中有无热损耗
有。体系:内筒水,氧弹,温度计,内筒搅拌器。环境:外筒水。
燃烧热是1摩尔物质专完全燃烧时所放出的热量。属在恒容条件下测得的燃烧热为恒容燃烧热(ov),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为恒压燃烧热(qp),恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化(δh)。
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。
(2)燃烧热测定实验装置图扩展阅读:
注意事项:
数据处理中用雷诺法校正温差,观测燃烧前后的一系列水温和时间的观测值误差,造成校正曲线的不准确,从开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t1内,由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温,故应予扣除。
由室温升到最高点这一段时间△t2内,热量计向环境的热漏造成的温度降低,计算时必须考虑在内扣除不合适会造成误差。
3. 要测量某种物质燃烧是放出的热量
燃烧热的测定
燃烧热是指1mol物质完全燃烧时的热效应,是热化学中重要的基本数据。
燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功情况下,恒容反应热QV=ΔU,恒压反应热Qp=ΔH。在氧弹式量热计中所测燃烧热为QV,而一般热化学计算用的值为Qp,这两者可通过下式进行换算:
Qp=QV+ΔnRT
在盛有定量水的容器中,放入内装有一定量样品和氧气的密闭氧弹,然后使样品完全燃烧,放出的热量通过氧弹传给水及仪器,引起温度升高。氧弹量热计的基本原理是能量守恒定律,测量介质在燃烧前后温度的变化值,则恒容燃烧热为:
QV=(M/m)·W·(t终-t始)
式中:W为样品燃烧放热使水及仪器每升高1℃所需的热量,称为水当量。
水当量的求法是用已知燃烧热的物质(如本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测定其始、终态温度。一般来说,对不同样品,只要每次的水量相同,水当量就是定值。
热化学实验常用的量热计有两种:一种是绝热式氧弹量热仪,装置中有温度控制系统,在实验过程中,环境与实验体系的温度始终相同或始终略低0.3℃,热损失可以降低到极微小程度,可以直接测出初温和最高温度;另一种为环境恒温量热仪,量热计的最外层是温度恒定的水夹套,实验体系与环境之间有热交换,因此需由温度——时间曲线(即雷诺曲线)校正后进行确定初温和最高温度。
我们物理化学实验室所用的量热计是环境恒温式量热计。其实验装置如下图所示。
HR—15型恒温式量热仪:
用途:主要用于煤炭、石油、食品、木材、炸药等物质发热量的测定。凡是生产使用可燃物质的企业和大专院校、科研及军工等部门都需要测定可燃物的发热量,以科研实验数据说明可燃物质的主要质量标准。
热容量约10450J/℃(或:水当量W在-14450J/℃左右)
钢弹(氧弹)容量300ml
真空度13.33Pa
充氧压力2.942kPa
耐压性能9.807kPa
内筒水容量约3.3升
实验过程:
1.样品压片;氧弹充足氧;量热计内筒调水温;装好氧弹...[详细见教材...]相关课件
2.打开燃烧热数据采集程序;待其水温稳定几min,点火;若温度明显上升,是点火成功;从微机屏幕上看温度线变化,到温度不再升高,几min后即可停止实验。数据记录时间前后约20min。重新调节水温燃烧第二个样品。燃烧第一个样品苯甲酸是为求水当量值;第二个是未知样品。两个样品做完后用数据采集程序处理出结果。
注意事项:
1.充氧:氧气钢瓶在开总阀之前要把减压阀关好;第一次充氧约5大气压赶空气;第二次充氧10大气压(充氧不足则燃烧不完全)。
2.在放置温度传感器时要小心,不要碰到金属物体!
3.内筒水温要比外筒水温低0.5-1℃。第二个未知样品要换水,重新调节水温。
4.注意正确应用[温度/温差]切换按钮,置零后别忘了切换回温度显示。
5.实验完毕要把氧气钢瓶总阀关上,排净余气使指针回零后再关好减压阀(若未排净余气,时间长了弹簧表就不准了)。