燃燒熱實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)

現(xiàn)在我們一起在課前預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上對(duì)本實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步了解：一實(shí)驗(yàn)原理：1mol物質(zhì)完全氧化時(shí)的反應(yīng)熱稱(chēng)為燃燒熱。恒容燃燒熱Qv等于體系內(nèi)能變化，即ΔU＝Qv（１）而恒壓燃燒熱Qp等于其焓變，即Qp＝ΔＨ

（２）那么它們之間有如下關(guān)系：

Qp=Qv+ΔnRT（３）（Δn為反應(yīng)前后反應(yīng)物和生成物中氣體的物質(zhì)的量之差）

預(yù)習(xí)提問(wèn)1：

Qp和Qv的區(qū)別和聯(lián)系一定量樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周?chē)慕橘|(zhì)和熱量計(jì)有關(guān)附件的溫度升高，即有：

Qv＝Ｃ計(jì)ΔＴ（４）（Ｃ計(jì)是熱量計(jì)的水當(dāng)量）

在實(shí)驗(yàn)測(cè)定條件下樣品本身不會(huì)自行燃燒，實(shí)驗(yàn)中用鐵絲通電點(diǎn)火，鐵絲燃燒熱需扣除，則式（４）修正為：（－Ｗ樣／n）Qv－Ｑ點(diǎn)火絲Ｗ點(diǎn)火絲＝Ｃ計(jì)ΔＴ（５）

要求出Qv值，必須知道Ｃ計(jì)．實(shí)驗(yàn)中是以已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定．

苯甲酸還有一個(gè)問(wèn)題是如何確定ΔＴ．雖然儀器中設(shè)有裝置以避免體系與環(huán)境間的熱交換，但是少量的熱漏仍難以避免；加上攪拌器也會(huì)帶來(lái)不必要的熱量，因此必須校正體系和環(huán)境熱交換的影響．實(shí)驗(yàn)中采用雷諾溫度校正圖來(lái)校正溫度：

絕熱稍差情況下的雷諾溫度校正圖絕熱良好情況下的雷諾溫度校正圖

具體的校正的方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中有詳細(xì)說(shuō)明，這里就不贅述了．二．實(shí)驗(yàn)儀器：為了提高物質(zhì)燃燒熱測(cè)定的準(zhǔn)確性，需要注意以下兩點(diǎn)：（１）改進(jìn)量熱計(jì)類(lèi)型，使物質(zhì)燃燒后的熱量盡量傳給量熱計(jì)而不與環(huán)境發(fā)生熱交換．（２）改變測(cè)溫方式，提高測(cè)溫的靈敏度和準(zhǔn)確性當(dāng)然這就涉及本實(shí)驗(yàn)儀器的選用，下面就給大家介紹一下．

數(shù)字式精密溫差測(cè)量?jī)x（能夠避免使用溫度計(jì)引起的誤差，特點(diǎn)和使用方法等請(qǐng)查閱說(shuō)明．）

氧氣鋼瓶及減壓閥氧彈及氧彈量熱計(jì)

實(shí)驗(yàn)中所用量熱計(jì)為環(huán)境恒溫式量熱計(jì)．其體系與環(huán)境之間的熱阻有一定值，熱交換以合理速率通過(guò)熱阻進(jìn)行，熱流大小只是環(huán)境與體系溫度差的函數(shù)．而且在一定溫差時(shí)的熱漏有較好再現(xiàn)性，能通過(guò)標(biāo)定予以校正．

三．實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)部分，先用苯甲酸標(biāo)定儀器的熱容，這部分又分三個(gè)操作：

（1）樣品制作（2）裝樣、充氧氣

（3）測(cè)量

再稱(chēng)?。?６g左右的萘測(cè)定燃燒熱

預(yù)習(xí)提問(wèn)2：為什么要將樣品壓成圓片？精確稱(chēng)量前輕擊圓片除去表面粉末的作用是什么？預(yù)習(xí)提問(wèn)3：加入內(nèi)筒中的水溫度為什么要選擇比外筒低？低多少為合適？為什么？四．注意事項(xiàng)通過(guò)預(yù)習(xí)以及剛才我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，大家能不能說(shuō)說(shuō)

影響本實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵因素有哪些？

在氧彈計(jì)的盛水桶與套殼之間有一個(gè)高度拋光擋板，用以減少熱輻射和空氣對(duì)流；用數(shù)字式精密溫差測(cè)量?jī)x代替以前的貝克曼溫度計(jì)，這些都是為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確．那么我們?cè)鯓颖苊馊藶橐蛩氐挠绊?，即我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題呢？了解了以上內(nèi)容后，現(xiàn)在大家開(kāi)始實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)注意剛才我們講的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，以及各個(gè)儀器的使用方法和規(guī)范．如果需要看老師演示，請(qǐng)進(jìn)入：

實(shí)驗(yàn)完后請(qǐng)大家思考：（１）本實(shí)驗(yàn)中，哪些是體系？哪些是環(huán)境？它們之間有無(wú)熱交換？如果有，那這些熱交換對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？（２）如果出現(xiàn)以下實(shí)驗(yàn)故障，那么可能的原因是什么？①不能點(diǎn)火②燃燒不完全③測(cè)量值系統(tǒng)偏高④測(cè)量值系統(tǒng)偏低實(shí)驗(yàn)演示

１.待測(cè)樣品必須干燥，否則不易燃燒而且稱(chēng)量有誤．

２.在壓片時(shí)，松緊適度．壓得太緊，樣品太硬不易燃燒；壓得太松易形成爆炸性燃燒，使燃燒不完全．

３.燃燒絲緊貼樣品表面，不能浮在樣品上空也不能與燃燒皿接觸．４.氧彈“點(diǎn)火”要迅速果斷．因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間通電點(diǎn)火會(huì)引入熱量．５.在測(cè)定燃燒熱過(guò)程中，假定量熱計(jì)外殼溫度是不變的，實(shí)驗(yàn)室（特別是量熱計(jì)周?chē)┟黠@的溫度變化應(yīng)避免．

１.恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系是什么？恒容燃燒熱Qv等于體系內(nèi)能變化，即ΔU＝Qv而恒壓燃燒熱Qp等于其焓變，即Qp＝ΔＨ它們之間有如下關(guān)系：Qp=Qv+ΔnRT２.為什么要將樣品壓成圓片？精確稱(chēng)量前輕擊圓片除去表面粉末的作用是什么？將樣品壓成圓片易于燃燒，和氧氣充分接觸，且易于置入小皿中，保證燃燒充分。輕擊除去粉末是為了避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于樣品樣品壓得不緊而有表面粉末脫落導(dǎo)致燃燒不完全，引起實(shí)驗(yàn)誤差．

預(yù)習(xí)提問(wèn)解答3.加入內(nèi)筒中的水溫度為什么要選擇比外筒低？低多少為合適？為什么？本實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱效應(yīng)，其理想實(shí)驗(yàn)條件為在絕熱環(huán)境下進(jìn)行．由于實(shí)驗(yàn)中樣品重量的選擇使實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度差在１.５℃－２.０℃之間，這樣實(shí)驗(yàn)前半期環(huán)境向體系放熱，后半期體系向環(huán)境放熱，這樣正，負(fù)偏差就能盡量接近，若不這樣選擇實(shí)驗(yàn)條件，就會(huì)由于熱交換引進(jìn)較大的誤差．４.影響本實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵因素有哪些？（１）樣品燃燒是否完全（２）測(cè)溫是否準(zhǔn)確（３）燃燒放出的熱量是否全部傳給量熱計(jì)本身和其中盛放的水，而不與周?chē)h(huán)境發(fā)生熱交換．預(yù)習(xí)提問(wèn)解答1.本實(shí)驗(yàn)中，哪些是體系？哪些是環(huán)境？它們之間有無(wú)熱交換？如果有，那這些熱交換對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？

氧彈，內(nèi)筒，內(nèi)筒中的水以及內(nèi)攪拌器是體系，夾套中的水和攪拌器等是環(huán)境．在一般情況下，燃燒熱是在環(huán)境恒溫的條件下進(jìn)行測(cè)定的，體系與環(huán)境之間有熱交換．（當(dāng)在絕熱條件下進(jìn)行測(cè)定時(shí)，體系與環(huán)境之間沒(méi)有熱交換）

在樣品燃燒之前，由于環(huán)境溫度高于體系溫度，環(huán)境向體系熱輻射，加上攪拌器對(duì)內(nèi)筒水的攪拌，使體系吸熱引起正偏差，這部分熱量應(yīng)通過(guò)雷諾溫度校正圖加以扣除．當(dāng)樣品燃燒時(shí)，體系的溫度由室溫升至最高溫度期間，體系向環(huán)境輻射熱量引起負(fù)偏差，這部分熱量也應(yīng)通過(guò)雷諾溫度校正圖加上．

2.實(shí)驗(yàn)故障分析實(shí)驗(yàn)故障故障的可能原因不能點(diǎn)火（1）點(diǎn)火絲未與樣品表面接觸；兩電極不為通路（2）壓片太緊燃燒不完全（1）壓片太松，部分樣品被沖散