固体和液体燃烧热的测定实验数据处理

固体和液体燃烧热的测定实验数据处理

实验一：纯净苯甲酸标定氢弹卡计热容

实验室温：23℃ 实验数据记录：

棉线的总质量W=1.111g； 燃烧后棉线的质量W’=0.026g 点火前铁丝的长度l=9.50㎝； 燃烧后铁丝的长度l'=5.94㎝

表格一 点火前温度测量数据记录

测量时间间隔：1min

测量次数 温度/℃ 1 21.795 2 21.795 3 21.797 4 21.797 5 21.799 表格二 点火后温度测量数据记录

测量时间间隔：0.5min

测量次数 温度/℃ 测量次数 温度/℃ 测量次数 温度/℃ 1 21.854 6 23.678 11 23.783 2 22.068 7 23.723 12 23.788 3 22.870 8 23.748 13 23.791 4 23.266 9 23.764 14 23.793 5 23.610 10 23.776 15 23.793 表格三 达到最高温度后温度测量数据记录

测量时间间隔：1min

测量次数 温度/℃

1 23.794 2 23.793 3 23.791 4 23.790 5 23.787 第 1 页 共 1 页

固体和液体燃烧热的测定

实验数据处理：

雷诺校正图

图中交点位置坐标为：

H:

G:

由此可以求出：

ΔT=2.0023881℃

J，M=120g/mol； 已知苯甲酸的Qv26460

水的密度为ρ=1g/mL,比热容为c=4200J/(kg×℃) 由：-QvW-W'（3000c 卡）T 2.9(l-l')15736W' 5.98V Mc计算得到 C卡14.909KJ/mol

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固体和液体燃烧热的测定

实验二：萘燃烧热的测定

实验室温：23℃ 实验数据记录：

棉线的总质量W=0.672g； 燃烧后棉线的质量W’=0.027g 点火前铁丝的长度l=9.50㎝； 燃烧后铁丝的长度l'=4.38㎝

表格一 点火前温度测量数据记录

测量时间间隔：1min

测量次数 温度/℃ 1 21.033 2 21.044 3 21.052 4 21.057 5 21.061 表格二 点火后温度测量数据记录

测量时间间隔：0.5min

测量次数 温度/℃ 测量次数 温度/℃ 测量次数 温度/℃ 1 21.125 6 22.743 11 22.873 2 21.450 7 22.793 12 22.878 3 21.931 8 22.823 13 22.880 4 22.315 9 22.844 14 22.883 5 22.527 10 22.857 15 22.885 表格三 达到最高温度后温度测量数据记录

测量时间间隔：1min

测量次数 温度/℃

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1 22.887 2 22.888 3 22.889 4 22.889 5 22.889 固体和液体燃烧热的测定

实验数据处理：

雷诺校正图

图中交点位置坐标为：

H:

G:

由此可以求出：

ΔT=1.812746℃

（3000cc 卡）T 2.9(l-l')15736W' 5.98V 由：-QvW-W'M得到 Qv-5164.433KJ/mol

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固体和液体燃烧热的测定

又因为： QpQvnRT

萘燃烧的化学方程式为：

C10H8(s)12O2 (g)10CO2(g)4H2O(l) B(g)-2

B于是得到： Qp-5170.559KJ/mol 查表得：Qp(萘，298.15K)-5153.8KJ/mol 相对误差：

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Qp测量-Qp理论100000.32500

Qp理论固体和液体燃烧热的测定

实验结果与讨论： 1.实验误差来源分析

实验求得萘的燃烧热QP与文献值的误差为0.325%，实验结果较为准确。产生误差的原因除了仪器误差之外，主要还有以下几个方面： 1) 使用雷诺图解法时，要做切线，切线分别表示正常温度上升和量

热系统温度降低，切线拟合的结果对ΔT的影响很大，此次实验结果很大程度上取决于这一步数据处理。

2) 萘为易挥发性物质，压片称量后应该迅速放入氧弹中，以免因挥

发而损失过多的质量，给实验带来误差，使实验结果偏大。 3) 氧弹内可能存在少量空气，空气中N2氧化生成硝酸会产生热量，

精确测量时要减去这部分热量。

4) 若试样未完全燃烧，造成的影响很大，若有明显的黑色残渣， 实验应重做。

5) 水温改变带来的误差：由于此次实验是测量的内桶的水温，且总

的波动不超过3℃，所以水温的改变会对实验结果造成较大影响。 2.本实验采用标准物质标定法测萘燃烧热原因：

热量交换很难测量，温度或温度变化却很容易测量。本实验中采用标准物质标定法，根据能量守恒原理，标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收，使得测量体系的温度变化，标定出氧弹卡计的热容。再进行萘的燃烧热测量和计算。测量体系与环境之间有热量的交换，因为理想的绝热条件是不可能达到的。同时影响热量的交换量大小的因素也比较多：

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固体和液体燃烧热的测定

①与体系、环境的材质有关；

②与体系、环境的接触界面积大小有关；

③与体系、环境的温差有关。

所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话，将会增大实验的测量误差。 3.本实验测量恒容燃烧热而不直接测恒压燃烧热原因：

在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热，然后再换算得到恒压燃烧热。原因为：

①如果是使用恒压燃烧方法，就需要有一个无摩擦的活塞，这是机械摩擦的理想境界，是做不到的；

②做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧，恒压燃烧方法难于使另一反应物——“氧气”的压力（或浓度）达到高压，会造成燃烧不完全，带来实验测定的实验误差。

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固体和液体燃烧热的测定

思考题：

1.指出QpQvnRT 公式中各项的物理意义。 Qp：恒压热容，数值上等于反应的焓变； Qv：恒容热容，数值上等于反应内能的变化量； Δn：反应前后气体改变的物质的量； R:气体常数，为8.314J/(mol×k）； T：实验温度。

2.使用氧气钢瓶应该注意哪些问题？

氧弹充气不离人，一只手始终抓住充气阀，以免意外情况下弹盖或阀门向外冲出。

3.你认为影响燃烧热测定准确度的主要因素是什么？ 1.实验系统绝热；

2.样品完全燃烧以及放出的热完全被吸收。 4.燃烧不完全的因素可能有哪些？

1.样品本身纯度不够，含有一定量杂质，燃烧后可能有残余； 2.样品的取量太多，或者充入的氧气的量不足，均会使样品燃烧不完全。

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固体和液体燃烧热的测定

胡飞

材料1202班 U201211027

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