燃燒熱實(shí)驗(yàn)ppt下載

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上傳時(shí)間：: 2018-09-25

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素材類(lèi)別：: 課件PPT

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這是燃燒熱實(shí)驗(yàn)ppt，包括了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究），實(shí)驗(yàn)原理，其關(guān)系式如下，雷諾溫度校正圖，預(yù)習(xí)提問(wèn)，儀器和試劑，分體式 SHR-15燃燒熱實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究）

1.通過(guò)萘的燃燒熱測(cè)定，了解燃燒熱實(shí)驗(yàn)裝置各主要部件的作用，掌握燃燒熱的測(cè)定技術(shù)。

2.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(huì)應(yīng)用圖解法校正溫度改變值。

二、實(shí)驗(yàn)原理

燃燒熱是指1摩爾物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量。若把參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成的氣體作為理想氣體處理，則恒容燃燒熱（QVm）與恒壓燃燒熱（QPm），有下列關(guān)系式：

QPm = QVm +ΔnRT （1）

式中：Δn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)的熱力學(xué)溫度。

本實(shí)驗(yàn)采用氧彈式量熱計(jì)（卡計(jì)）測(cè)量萘的燃燒熱，下面是SHR-15燃燒熱實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

用氧彈卡計(jì)測(cè)定物質(zhì)的燃燒熱是在恒容條件下進(jìn)行的，所以測(cè)得的為恒容燃燒熱（QVm）。當(dāng)一定量待測(cè)物質(zhì)樣品在氧彈中完全燃燒時(shí)放出的熱量使卡計(jì)本身及氧彈周?chē)橘|(zhì)（本實(shí)驗(yàn)用水）的溫度升高。通過(guò)測(cè)定燃燒前后卡計(jì)（包括氧彈周?chē)橘|(zhì)）溫度的變化值，就可以求算出該樣品的燃燒熱。

其關(guān)系式如下：

（2）

式中：m為待測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量(g)；Mr為待測(cè)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。 QVm為待測(cè)物質(zhì)的摩爾燃燒熱；Q點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的燃燒熱（如果點(diǎn)火絲用鎳絲，則Q點(diǎn)火絲 =3.245kJ/g）；m點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的質(zhì)量；ΔT為樣品燃燒前后量熱計(jì)溫度的變化值；W卡為量熱計(jì)的水當(dāng)量，它可以通過(guò)已知燃燒熱的標(biāo)準(zhǔn)物（如苯甲酸，它的恒容燃燒熱QV=26．460kJ/g）來(lái)標(biāo)定。測(cè)得W卡后，就可以利用（2）式通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其他物質(zhì)的燃燒熱。

氧彈是一個(gè)特制的不銹鋼容器，為了保證樣品完全燃燒，氧彈中須充以高壓氧氣或其它氧化劑。因此氧彈應(yīng)有很好的密封性，能耐高溫且耐腐蝕。氧彈放在一個(gè)與室溫一致的恒溫套殼中。盛水桶與套殼之間有一個(gè)高度拋光的擋板，以減少熱輻射和空氣的對(duì)流。熱量計(jì)與周?chē)h(huán)境的熱交換無(wú)法完全避免，它對(duì)溫度測(cè)量值的影響可用雷諾（Renolds）溫度校正圖校正。必須注意，這種作圖法進(jìn)行校正時(shí)量熱計(jì)的溫度和外界環(huán)境的溫度不宜相差太大（最好不超過(guò)2～3℃），否則會(huì)引進(jìn)誤差。

雷諾溫度校正圖

預(yù)習(xí)提問(wèn)

實(shí)驗(yàn)原理中公式（1）中的Δn，對(duì)于燃燒萘而言是多少？

公式（1）中的T指的是什么溫度？

若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)氧彈中有少量黑色物質(zhì)，這對(duì)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么影響？為什么？

三、儀器和試劑

燃燒熱實(shí)驗(yàn)裝置1套; 壓片機(jī)1臺(tái); 臺(tái)秤1臺(tái)（公用）；電子分析天平1臺(tái)（公用）；SWC-ⅡD精密數(shù)字溫差儀1臺(tái); 氧氣鋼瓶及減壓閥 1只（公用）

容量瓶（1000 m L） l只

萘（AR）；苯甲酸（AR）；點(diǎn)火絲。

分體式 SHR-15燃燒熱實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.量熱計(jì)的水當(dāng)量（W水）測(cè)定

（1）樣品壓片：擦凈壓片機(jī)（見(jiàn)右圖）鋼模，用臺(tái)稱(chēng)稱(chēng)取約0.6g苯甲酸，將鋼模底板裝進(jìn)模子中，從上面倒入已稱(chēng)好的苯甲酸樣品，徐徐旋緊壓片機(jī)的螺桿，直到將樣品壓成片狀為止。抽去模底的托板，再繼續(xù)向下壓，使模底和樣品一起脫落。將此樣品表面的碎屑除去，在分析天平上的準(zhǔn)確稱(chēng)量后即可供燃燒熱測(cè)定用。

（2）裝置氧彈：用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)量一段點(diǎn)火絲（約15cm）的質(zhì)量，擰開(kāi)氧彈，將氧彈頭放在其架子上。將氧彈內(nèi)壁擦干凈，特別是電極下端的不銹鋼接線(xiàn)柱更應(yīng)擦干凈，掛上放入壓好的片狀試樣金屬小杯。小心地將點(diǎn)火絲二端分別在電極的固定下端。將點(diǎn)火絲彎成如圖形狀。

裝置氧彈：

把氧彈至于充氣機(jī)底座上，氧彈進(jìn)出氣口對(duì)準(zhǔn)充氣機(jī)出氣口，按下充氣機(jī)手柄，先充入少量氧氣（約0.5MPa），然后開(kāi)啟氧彈進(jìn)出氣口，借以趕出彈中空氣，再充入約2MPa的氧氣。

（3）燃燒和測(cè)量溫度：

①將充好氧氣的氧彈放入量熱計(jì)的內(nèi)桶，將SHR—15氧彈式量熱計(jì)電極插頭插在氧彈兩電極上。

②用容量瓶準(zhǔn)確取自來(lái)水3000mL，倒入內(nèi)捅中。水面應(yīng)沒(méi)過(guò)氧彈。如氧彈有氣泡逸出，說(shuō)明氧彈漏氣，尋找原因并排除。

⑤打開(kāi)SWC-ⅡD精密數(shù)字溫差儀，待水溫基本穩(wěn)定后，將SWC-ⅡD精密數(shù)字溫差儀“采零”并“鎖定” 。

⑥ 待溫度讀數(shù)穩(wěn)定后(變化≤0.002℃/min)，開(kāi)始記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

⑦ 當(dāng)記滿(mǎn)20個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)(5min)，按“點(diǎn)火”鈕，點(diǎn)火指示燈先亮后熄，且溫度迅速上升，直至兩次讀數(shù)差值小于0.002℃時(shí)，再繼續(xù)測(cè)量40個(gè)數(shù)據(jù)(即10min)后.

⑧ 實(shí)驗(yàn)停止后，關(guān)閉電源，將傳感器放入外桶。取出氧彈，放出氧彈內(nèi)的余氣。旋下氧彈蓋，檢查樣品燃燒情況。樣品沒(méi)完全燃燒，實(shí)驗(yàn)失敗，須重做。反之，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)成功。

2．萘的燃燒熱測(cè)定

稱(chēng)取0.5g左右萘，按上述法進(jìn)行壓片、燃燒等實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)驗(yàn)完畢后，洗凈氧彈，倒出卡計(jì)盛水桶中的自來(lái)水，并擦干待下次實(shí)驗(yàn)用。

五、數(shù)據(jù)處理

六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

1、待測(cè)樣品需干燥，受潮樣品不易燃燒且稱(chēng)量有誤。

2、注意壓片的緊實(shí)程度，太緊不易燃燒，太松容易裂碎。

3、點(diǎn)火絲應(yīng)緊貼樣品，點(diǎn)火后樣品才能充分燃燒。

4、點(diǎn)火后，溫度急速上升，說(shuō)明點(diǎn)火成功。若溫度不變或有微小變化，說(shuō)明點(diǎn)火沒(méi)有成功或樣品沒(méi)充分燃燒。應(yīng)檢查原因并排除。

5、精密溫度溫差儀“采零”后必須“鎖定”。

七、思考討論題

1．說(shuō)明摩爾恒容熱效應(yīng) （QVm）和摩爾恒壓熱效應(yīng)（QPm）的差別和相互關(guān)系。

2．簡(jiǎn)述裝置氧彈和拆開(kāi)氧彈的操作過(guò)程。

3．為什么實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的溫度差值要經(jīng)過(guò)作圖法校正？

4．使用氧氣鋼瓶和減壓閥時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？

5. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何避免不完全燃燒。

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