实验1 燃烧焓的测定思考题答案
思考讨论题答案:
1、 在本实验的装置中哪部分是燃烧反应体系?燃烧反应体系的温度和温度
变化能否被测定?为什么?
答: 在本实验装置中,氧弹的内部是被测物质的燃烧空间,也就是燃烧反应体系。由于做燃烧实验时要在氧弹中充入高压的氧气,燃烧瞬间将产生高温,这样就无法将温度计(或温差计)直接插入到高压氧弹中或者因为温度计无法承受高压或高温,另外温度计是玻璃或金属外壳,在氧弹外面也无法与氧弹紧密接触,或者有的温度计(如热电偶)达不到测量精度,所以很难对燃烧反应体系进行温度或温度差的测量。
2、 在本实验的装置中哪部分是测量体系?测量体系的温度和温度变化能否被
测定?为什么?
答: 由于不能直接对燃烧反应体系进行温度或温度差测量,因此就需要将燃
烧反应体系(氧弹)放入到一种可以进行温度或温度差测量的介质中去,构成比燃烧反应体系大的测量体系。在本实验的装置中,盛水桶、3000ml 水(刚好可以淹没氧弹)和氧弹三部分组成了测量体系,温度计可以插入到水中并与水紧密接触,不需要承受高压和高温,这样可以根据测量体系的温度变化去推断燃烧反应进行所放出的热量。
3、 测量体系与环境之间有没有热量的交换?(即测量体系是否是绝热体系?)
如果有热量交换的话,能否定量准确地测量出所交换的热量?
答: 测量体系与环境之间有热量的交换,因为理想的绝热条件是不可
能达到的。同时影响热量的交换量大小的因素也比较多,①与体系、环境的材质有关;②与体系、环境的接触界面积大小有关;③与体系、环境的温差有关,所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话,将会增大实验的测量误差。
4、 在一个非绝热的测量体系中怎样才能达到相当于在绝热体系中所完成的温
度和温度差的测量效果?
答: 既然无法避免体系与环境之间有热量的交换,就希望体系与环境之间交换
的热量为零或尽可能的小。在本实验过程中,样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度,体系将热传递给环境,因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度,使体系从环境处获得热量,并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消,这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。这就是“雷诺校正图”的设计思想。
5、 在本实验中采用的是等容方法先测量等容燃烧热,然后再换算得到等压燃
烧热。为什么本实验中不直接使用等压方法来测量等压燃烧热?
答: 原因为:①如果是使用等压燃烧方法,就需要有一个无摩擦的活塞,这是
机械摩擦的理想境界,是做不到的;②做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧,等压燃烧方法难于使另一反应物——“氧气”的压力(或浓度)达到高压,会造成燃烧不完全,带来实验测定的实验误差。
6. 苯甲酸物质在本实验中起到什么作用?
答: 热量交换很难测量,温度或温度变化却很容易测量。本实验中采用标准物
质标定法,根据能量守恒原理,标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收,使得测量体系的温度变化,标定出氧弹卡计的热容。再进行奈的燃烧热测量和计算。
7. 等压燃烧热与等容燃烧热有什么样的关系?
答: Qp=Qv+∆n (RT )
Q p ---等压燃烧热;Q v ---等容燃烧热;∆n ---反应前后气态物质的量之差; T 为环境(外夹套)的温度。
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