第5题:
在燃烧热测定实验中,为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正?
A.样品没有完全燃烧
B.贝克曼温度计精度不够
C.热量的散失无法完全避免
D.点火丝放出的热量无法准确计算
在燃烧热的测定实验中,实验成功的首要关键是保证样品完全燃烧;其次,还须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给热量计本身及其介质,而几乎不与周围环境发生热交换。为了做到这一点,热量计在设计制造上采取了几种措施,例如:在热量计外面设置一个套壳,此套壳有些是恒温的,有些是绝热的。因此,热量计又可分为主要包括恒温式热量计和绝热式热量计。另外,热量计壁高度抛光,这是为了减少热辐射。量热计和套壳间设置一层挡屏,以减少空气的对流。但是,热量的散失仍然无法完全避免,这可以是由于环境向热量计辐射热量而使其温度升高,也可以是由于热量计向环境辐射而使热量计的温度降低。因此,燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量,而必须经过雷诺(Renolds)温度校正图进行校正。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71-3)。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T 1 ,c点对应的温度T 2 ,其平均温度为T,经过T点作横坐标的平等线T 0 ,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71-3所示,EE ˊ 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FF ˊ 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。 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71-4)。 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。