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关于量热器论文范文资料 与量热器系统误差初步测量其对教学有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:量热器范文 科目:职称论文 2024-03-24

《量热器系统误差初步测量其对教学》:本文是一篇关于量热器论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

摘 要:中和热测定是中学少数的几个定量实验,但是其中的系统误差比较大,但对误差的校正一直避而不谈,本实验经实验推得热损耗具体函数关系,从而推得该环境下量热器对于量热时的系统误差,该方法对中和热的测定进行了修正,实验结果和理论中和热十分接近.该实验对启发学生思维,引导学生进行探究有着明显的作用.

关键词:量热器;系统误差;修正误差;反应热;中和热;探究

一、 问题提出

教学中我们经常提到化学反应中通常伴随着热量的变化.在化学反应过程中放出或吸收的热量叫反应热,中和热是化学反应中常见的一种反应热.而教材中关于反应热恰恰仅仅安排了中和热测定这一个实验.

稀溶液中,酸和碱反应生成1mol液态水时的反应热,称为中和热.对中和热这一实验必须明确以下几点:①必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸溶液和浓碱溶液在稀释时会放热;②强酸强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)等于H2O(l)中和热均为57.3kJ·mol-1,而弱酸(或弱碱)在水溶液中只是部分电离,所以弱酸(或弱碱)和强碱(强酸)发生中和反应,存在弱酸(或弱碱)的电离作用(需吸收热量,即解离热),总的热效应将比强酸强碱中和时的热效应的绝对值要小[1].

在实验中,通常实验测得的数据比理论值偏小5%~10%,张军华老师[2]提出了一些注意事项,但这仅仅减小偶然误差,吉晨老师[3]的方案实际上是利用浓溶液稀释热来抵消系统热损失,没有从根本上解决实验中系统误差有多大的问题.在教学中,经常有学生对系统误差究竟有多少感興趣,但是缺少相关的文献.要解释清楚实验中5%~10%误差的来源,就有必要测定量热器的系统误差.

二、设计研究

(一)实验条件和假设

为了针对实验教学的真实情境,使用教学中学生使用的量热器,使得数据具有可信性.

实验中实际测定的数据和理论值应存在一定的函数关系.第一种假设为热量损耗是一个固定值,和温度差无关,则理论值和测定值之间关系为:

ΔT理论等于ΔT测定+t

如是这种情况,通过测定会发现ΔT理论和ΔT测定之间存在一个固定的温度差.

第二种情况为热量损耗和温度差有关,温度差越大则热量损耗越大,则理论值和测定值的关系为:

ΔT理论等于αΔT测定

如果是这种情况,ΔT理论等于ΔT测定存在一定的比例关系.

第三种为呈现高阶函数关系,假如是最简单的二次函数则为:

ΔT理论等于αΔT测定2+βΔT测定+λ

或是其他更加复杂情况,但无论何种可能,都需要通过实验数据进行研究检验.

(二)实验用品

温度传感器(DF-201E型 -100~150℃, 精度 :0~100℃时±1℃,显示分辨率 :0.1℃ )、水、酒精灯、烧杯(200mL)、量热器、塑料量筒(100mL)、滴管、铁架台、石棉网.

(三)实验方法

组装量热器(如图1,不组装温度传感器).静置温度传感器至示数不变,记录当前实验室内环境温度T1.在烧杯中加入150mL水,组装铁架台、石棉网和酒精灯.点燃酒精灯,隔石棉网加热烧杯.使用温度传感器测试烧杯中水的温度,当其示数达到一定温度时停止加热.使用量筒量取100mL水,使用温度传感器测量其温度T2,迅速将其倒入量热器的烧杯中.立刻使用温度传感器测量量热器的烧杯中液体温度,记录温度传感器示数最高值T3.

(四)数据处理

省略单位,以T5为横坐标、T4为纵坐标作图,见图2.发现这些点的坐标都近似在一条一次函数上,且该函数表达式为T4等于 1.0924T5 - 0.2353.即

T理论值等于 1.0924T测定值 - 0.2353

且该组数据相关系数的平方R2等于0.9994,较为可信.

由该数据分析可知,因为系数为1.0924而不是1,原假定第一种情况不成立而第二种情况成立,即理论值和测定值之间存在函数关系,热损耗和温度差成正相关关系.R2等于0.9994,没有必要再进行二次函数回归分析.

量热器论文参考资料:

结论:量热器系统误差初步测量其对教学为关于量热器方面的论文题目、论文提纲、量热器会吸热吗论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

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