燃燒熱的測定實驗報告

時間：2024-10-13 07:55:24 其他報告我要投稿

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燃燒熱的測定實驗報告

　　在人們越來越注重自身素養(yǎng)的今天，需要使用報告的情況越來越多，不同的報告內(nèi)容同樣也是不同的。我們應(yīng)當(dāng)如何寫報告呢？以下是小編幫大家整理的燃燒熱的測定實驗報告，希望對大家有所幫助。

燃燒熱的測定實驗報告

燃燒熱的測定實驗報告1

　　1、簡介

　　燃燒熱是物質(zhì)的一個重要物理性質(zhì)，物質(zhì)內(nèi)部所蘊含的化學(xué)能與燃燒熱密切相關(guān)。燃燒熱不僅在化學(xué)、化工領(lǐng)域，而且在無線電、電子、冶金、醫(yī)藥、環(huán)境工程乃至航天航空領(lǐng)域都具有重要的地位，因而是必不可少的數(shù)據(jù)，所以測定液體的飽和蒸汽壓是一個十分有意義的工作。彈式量熱計最初是由M、Berthelot于1881年率先報導(dǎo)的，當(dāng)初設(shè)備較為簡單，現(xiàn)在采用先進(jìn)科技設(shè)計半自動的恒溫式量熱計測量燃燒熱，配以電腦打印結(jié)果，然后利用雷諾圖解法計算熱交換校正值，較為方便。

　　2、實驗?zāi)康?/p>

　　1、熟悉彈式量熱計的`原理、構(gòu)造及使用方法。

　　2、明確恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系。

　　3、掌握溫差測量的實驗原理和技術(shù)。

　　3、實驗原理及方法

　　在指定溫度及一定壓力下，1mol物質(zhì)完全燃燒時的定壓反應(yīng)熱，稱為該物質(zhì)在此溫度下的摩爾燃燒熱，記作△cHm。通常，完全燃燒是指C→CO2(g)，H2→H2O(l)，S→SO2(g)，而N、鹵素、銀等元素變?yōu)橛坞x狀態(tài)。由于在上述條件下△H=Qp，因此△cHm也就是該物質(zhì)燃燒反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)Qp。

　　在實際測量中，燃燒反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行(如在彈式量熱計中進(jìn)行)，這樣直接測得的是反應(yīng)的恒容熱效應(yīng)Qv(即燃燒反應(yīng)的△cUm)。若反應(yīng)系統(tǒng)中的氣體均為理想氣體，根據(jù)熱力學(xué)推導(dǎo)，則可由下式將定容燃燒熱換算為標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱

　　cHmcUmnRT(1)式中：T——反應(yīng)溫度，K;

　　△n ——反應(yīng)前后產(chǎn)物與反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量之差;

　　R——摩爾氣體常數(shù)。

　　通過實驗測得Qv值，根據(jù)上式就可計算出Qp，即燃燒熱的值。

　　測量熱效應(yīng)的儀器稱作量熱計。量熱計的種類很多。一般測量燃燒熱用彈式量熱計。本實驗所用量熱計和氧彈結(jié)構(gòu)如圖2-2-1和圖2-2-2所示。實驗過程中外水套保持恒溫，內(nèi)水桶與外水套之間以空氣隔熱。同時，還對內(nèi)水桶的外表面進(jìn)行了電拋光。這樣，內(nèi)水桶連同其中的氧彈、測溫器件、攪拌器和水便近似構(gòu)成一個絕熱體系。

　　彈式量熱計的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及周圍的介質(zhì)和量熱計有關(guān)附件的溫度升高。測量介質(zhì)在燃燒前后的變化值，就可求算該樣品的恒容燃燒熱。

燃燒熱的測定實驗報告2

　　【實驗?zāi)康摹?/p>

　　1、通過萘的燃燒熱測定，了解氧彈量熱計各主要部件的作用，掌握燃燒熱的測定技術(shù)。

　　2、明確燃燒焓的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系。

　　3、學(xué)會雷諾圖解法，校正溫度改變值

　　【實驗原理】

　　燃燒焓是指1mol物質(zhì)在等溫、等壓下與氧進(jìn)行完全氧化反應(yīng)時的焓變�！巴耆趸钡囊馑际腔衔镏械脑厣奢^高級的穩(wěn)定氧化物，如碳被氧化成CO2(氣)，氫被氧化成H2O(液)，硫被氧化成SO2(氣)等。燃燒焓是熱化學(xué)中重要的基本數(shù)據(jù)，因為許多有機化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都可通過蓋斯定律由它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及二氧化碳和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓求得。通過燃燒焓的測定，還可以判斷工業(yè)用燃料的質(zhì)量等。

　　由上述燃燒焓的定義可知，在非體積功為零的情況下，物質(zhì)的燃燒焓常以物質(zhì)燃燒時的熱效應(yīng)(燃燒熱)來表示，即HQp因此，測定物質(zhì)的燃燒焓實際就是測定物質(zhì)在等溫、等壓下的燃燒熱。

　　量熱法是熱力學(xué)實驗的一個基本方法。測定燃燒熱可以在等容條件下，亦可以在等壓條件下進(jìn)行。等壓燃燒熱(QP)與等容燃燒熱(QV)之間的關(guān)系為：

　　QPQVnRT

　　式中，△n為產(chǎn)物與反應(yīng)物中氣體物質(zhì)的量之差，R為氣體常數(shù)，T為反應(yīng)的絕對溫度。例如：對萘：

　　C10H8(s)12O2(g)10CO2(g)4H2O(l)

　　(g)QP,mQV,mBRTQV,m(1012)RTQV,m2RT

　　B2、測量

　　氧彈量熱計是一種環(huán)境恒溫式的量熱計。

　　氧彈量熱計的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周圍的介質(zhì)(本實驗中為水)以及和量熱計有關(guān)附件的溫度升高。測量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值，就可求算該樣品的恒容燃燒熱。

　　mQVW卡TQ點火絲m點火絲MrW卡稱為量熱計的水當(dāng)量，即除水之外，量熱計升高1℃所需的熱量;T為樣品燃燒前后水溫的變化值。量熱計和周圍環(huán)境之間的熱交換是無法完全避免的，它對溫差測量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。

　　為了保證樣品燃燒，氧彈中必須充足高壓氧氣，因此要求氧彈密封，耐高壓、耐腐蝕。同時，粉末樣品必須壓成片狀，以免充氣時沖散樣品使燃燒不完全，而引起實驗誤差，完全燃燒是實驗成功的第一步，第二步還必須使燃燒后放出的熱量不散失，不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，全部傳遞給量熱計本身和其中的盛水，促使熱量計和水的溫度升高，為了減少熱量計與環(huán)境的熱交換，熱量計放在一恒溫的套殼中，故稱環(huán)境恒溫或外殼恒溫?zé)崃坑�。熱量計須高度拋光，也是為了減少熱輻射。熱量計和套殼中間有一層擋屏，以減少空氣的對流，雖然如此，熱漏還是無法避免，因此燃燒前后溫度變化的測量值必須經(jīng)過雷諾作圖法校正。其校正方法如下：

　　【儀器和試劑】

　　SHR-15恒溫式熱量計(含氧彈)、SWC-ⅡD精密數(shù)字溫度溫差儀、YCY-4充氧器、壓片機、氧氣鋼瓶(帶減壓閥)、電子天平、點火絲、萘、苯甲酸。

　　【實驗步驟】

　　一、量熱計水當(dāng)量的測定

　　1、樣品制作：稱重和壓片

　　精確稱取一根燃燒絲(0、0001g);再稱取約0、8克苯甲酸(0、01g)，將稱好的苯甲酸裝進(jìn)模子中，慢慢旋緊壓片機的螺桿，直到樣品壓成片狀為止。抽去模底的托板，再繼續(xù)向下壓，使模底和樣品一起脫落。將壓好的樣品

　　壓片機表面的碎屑除去，用分析天平準(zhǔn)確稱量后(0、0001g)即可供燃燒熱測定用。

　　2、裝置氧彈

　　擰開氧彈蓋，將點火絲的兩端分別緊繞在電極的下端，確保接觸良好，電極附近的點火絲盡量不要和燃燒坩堝接觸，把樣品放在點火絲上，點火絲中部弄成彎曲構(gòu)型以增加它們的接觸面積。旋緊氧彈蓋后即可以充氧氣。

　　3、充氣

　　充氣時，氧彈中充大約1.2MPa的氧氣。

　　4、燃燒和測量溫度：

　　用量筒準(zhǔn)確量取2.5升自來水倒入水桶中，把裝好導(dǎo)線的氧彈放入量熱計的水桶中，蓋好蓋子，將氧彈兩電極和點火器相連接，將熱電偶插入水中。

　　1)打開電源。

　　2)打開攪拌

　　3)當(dāng)溫度恒定后，按精密數(shù)字溫差儀的采零鍵后，再按鎖定鍵。

　　4)軟件的使用：

　　A、在D盤相應(yīng)的文件夾中建立以名字命名的文件夾B、點擊“燃燒焓軟件”的圖標(biāo)，出現(xiàn)如下界面：

　　C、點擊“設(shè)置”→“采樣時間”→“30秒”。

　　D、點擊“設(shè)置”→“設(shè)置坐標(biāo)”→縱坐標(biāo)設(shè)為：-0.5到2.5，橫坐標(biāo)設(shè)為：40min。

　　E、點擊“操作”→“開始繪圖”

　　當(dāng)記錄數(shù)據(jù)框里出現(xiàn)十個數(shù)據(jù)時，開始點火。點火操作：長按燃燒實驗裝置上的“點火按鍵”2-3秒。 F、在計算結(jié)果框中填入如下數(shù)據(jù)：

　　其中，燃燒絲長度為：燃燒絲的質(zhì)量×1000，燃燒絲系數(shù)：1.4，棉線質(zhì)量：0、0棉線熱系數(shù)：1.4，樣品恒容燃燒熱：26410

　　G、當(dāng)溫度開始下降2～3個點時，點擊“操作”→“停止作圖”。

　　H、保存文件在自己的文件夾中，文件名為：苯甲酸I、點擊“操作”→“溫度校正”

　　(a)從曲線的下方開始校正，用鼠標(biāo)在最下面的直線上找兩個點，每個點上單擊右鍵一次，出現(xiàn)下面的紅線和對話框。

　　點否。 (b)用鼠標(biāo)左鍵點擊紅線與曲線相交的最低點，如下圖藍(lán)色的點，在右邊坐標(biāo)顯示的.框中讀取最低點縱坐標(biāo)的數(shù)值(t1)：0.009

　　在記錄數(shù)據(jù)的框中讀出最高點的縱坐標(biāo)(t2)：1.567計算中間點溫度t：t=(t1+t2)/2=(0.009+1.567)/2=0、788用鼠標(biāo)左鍵沿上升的曲線上找到0.788附近的點0.786，顯示見下圖：鼠標(biāo)位置如下圖綠色小框，縱坐標(biāo)數(shù)值為0.876(見藍(lán)色框)。

　　用鼠標(biāo)在0.786(綠色小框)出不動，點右鍵，出現(xiàn)如下視圖：

　　點否。

　　(c)在最高出的直線上用右鍵點兩個點，進(jìn)行校正，如下圖：

　　點否。

　　J、點擊“操作”→“計算水當(dāng)量”，結(jié)果如下圖：

　　K、保存文件覆蓋原來的文件，當(dāng)前文件不用關(guān)閉。

　　L、實驗停止后，關(guān)閉攪拌和電源，分別取出熱電偶和氧彈，用放氣閥發(fā)出氧彈余氣，最后旋開氧彈蓋，檢查樣品的燃燒情況�？词欠裢耆紵�。

　　二、萘的燃燒熱測定

　　稱取0.6克左右的萘，換掉水桶中的水，按上述方法，進(jìn)行壓片，燃燒等實驗。實驗完畢后，洗凈氧彈，倒出水桶中的自來水，并擦干待下次使用。

　　【數(shù)據(jù)處理】

　　1、原始數(shù)據(jù)(包括點火絲、樣品的質(zhì)量，溫度和大氣壓力)

　　2、雷諾校正圖(苯甲酸和萘)(剪切后打印粘貼，注明名稱，坐標(biāo)，ΔT的值)