实验2燃烧热的测定一、实验目的1.了解氧弹热量计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。2.用氧弹热量计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，理解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。3.掌握雷诺（Renolds）图解法校正温度改变值。4.掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。二、实验原理物质的燃烧热是指1摩尔该物质完全氧化时的反应热，是热化学中重要的基本数据。燃烧热可分为恒容燃烧热和恒压燃烧热。一般化学反应的热效应，往往因为反应太慢、反应不完全或有副反应发生，从而不能直接测量或难以测准。但是，根据盖斯定律，许多化学反应的热效应可以用已知的燃烧热数据间接求算。因此，燃烧热广泛地用于各种热化学的计算中。量热法是热力学的一种基本实验方法。物质的燃烧热一般用氧弹式热量计测定，直接得到恒容燃烧热。在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热Q和恒压燃烧热Qp。由热力学第一定律可知，燃烧时体系状态发生变化，体系内能改变。若燃烧在恒容条件下进行，体系对外不作功，则Q等于体系内能的变化AU。一般燃烧热是指恒压燃烧热Qp，等于体系恰的变化。若把参加反应的气体和反应生成的气体都视作理想气体处理，则Qp与Q间存在以下关系：H=AU+(V)(2-2-1)(2-2-2)Op=Q+n(g)RT式（2-2-2）中An为反应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差；R为摩尔气体常数；T为反应时的热力学温度。燃烧热是温度的函数，但通常燃烧热随温度的变化不是很大，在较小的温度范围内可视为常数。在盛有定量水的容器中，放入内装有一定质量的样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量通过氧弹传给水及仪器，引起温度升高。氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。测量介质在燃烧前后温度的变化值，则可得到该样品的恒容燃烧热。M.K·AT?Qv=(2-2-3)m式中，M为样品的摩尔质量，m为样品的质量，K为热量计的能当量，即样品燃烧放热使热量计体系（包括氧弹、盛水桶、水等）温度每升高1K（或1℃）所需吸收的能量。热量计能当量的求法是用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在热量计中燃烧，测定其燃烧前后的温度变化值。一般对不同样品，只要每次的水量相同，热量计的能当量就是定值。在实际测量中，燃烧丝的燃烧热等因素都要考虑。热化学实验常用的热量计有环境恒温式热量计和绝热式热量计两种。环境恒温式热量计
实验 2 燃烧热的测定 一、实验目的 1. 了解氧弹热量计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测 量技术。 2. 用氧弹热量计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，理解恒压燃烧热与恒容燃烧热 的差别及相互关系。 3. 掌握雷诺（Renolds）图解法校正温度改变值。 4. 掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。 二、实验原理 物质的燃烧热是指 1 摩尔该物质完全氧化时的反应热，是热化学中重要的基本数据。 燃烧热可分为恒容燃烧热和恒压燃烧热。一般化学反应的热效应，往往因为反应太慢、反应 不完全或有副反应发生，从而不能直接测量或难以测准。但是，根据盖斯定律，许多化学反 应的热效应可以用已知的燃烧热数据间接求算。因此，燃烧热广泛地用于各种热化学的计算 中。量热法是热力学的一种基本实验方法。物质的燃烧热一般用氧弹式热量计测定，直接得 到恒容燃烧热。 在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热 Qv和恒压燃烧热 Qp。由热力学第一定律 可知，燃烧时体系状态发生变化，体系内能改变。若燃烧在恒容条件下进行，体系对外不作 功，则 Qv等于体系内能的变化U。一般燃烧热是指恒压燃烧热 Qp，等于体系焓的变化。 若把参加反应的气体和反应生成的气体都视作理想气体处理，则 Qp与 Qv间存在以下关系： H = U + ( pV ) （2-2-1） Qp = Qv + n(g)RT （2-2-2） 式（2-2-2）中n 为反应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差；R 为摩尔气体常数；T 为反应时的热力学温度。 燃烧热是温度的函数，但通常燃烧热随温度的变化不是很大，在较小的温度范围内可视 为常数。 在盛有定量水的容器中，放入内装有一定质量的样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完 全燃烧，放出的热量通过氧弹传给水及仪器，引起温度升高。氧弹热量计的基本原理是能量 守恒定律。测量介质在燃烧前后温度的变化值，则可得到该样品的恒容燃烧热。 K T m M QV （2-2-3） 式中，M 为样品的摩尔质量，m 为样品的质量，K 为热量计的能当量，即样品燃烧放热使热 量计体系（包括氧弹、盛水桶、水等）温度每升高 1 K（或 1℃）所需吸收的能量。 热量计能当量的求法是用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在热量计中燃烧，测 定其燃烧前后的温度变化值。一般对不同样品，只要每次的水量相同，热量计的能当量就是 定值。在实际测量中，燃烧丝的燃烧热等因素都要考虑。 热化学实验常用的热量计有环境恒温式热量计和绝热式热量计两种。环境恒温式热量计
的构造如图2-2-1所示。由图可知，环境恒温式热量计的最外层是贮满水的外筒（图2-2-1），当氧弹中的样品开始燃烧时，内筒与外筒之间有少许热交换，因此不能直接测出初温和最高温度，需要由温度-时间曲线（即雷诺曲线）进行校正确定。三、实验仪器和试剂HR-15S氧弹式热量计（图2-2-1），氧气钢瓶和氧气表（图2-2-6），电子天平，氧弹提起工具，氧弹内盖支撑架上，充氧器，台秤，压片机，万用表，容量瓶（1000ml），燃烧丝（镍铬丝）等。苯甲酸（A.R.），萘（A.R）。四、实验步骤热量计能当量的测定1.测定物质的燃烧热需要知道所用热量计的热能当量，每套仪器的能当量并不一样，须事先测定。热量计的能当量通常用苯甲酸来测定，苯甲酸的燃烧热9p为一3227.5kJ·mol-1（298.15K，101.325KPa），本实验所用镍铬丝的燃烧热为：一1.400kJg。D0O0000OODDDDODHR-155:上海m图2-2-1HR-15S氧弹式热量计1.1试样准备1.1.1取一根镍铬丝，准确称取质量，并记录mo（丝）。将镍铬丝中间部分绕5~6个螺纹成弹簧状，使螺纹两端剩余的金属丝长度几乎相等，之后轻轻将螺纹拉开，并使每个螺纹之间
的构造如图 2-2-1 所示。由图可知，环境恒温式热量计的最外层是贮满水的外筒（图 2-2-1）， 当氧弹中的样品开始燃烧时，内筒与外筒之间有少许热交换，因此不能直接测出初温和最高 温度，需要由温度-时间曲线（即雷诺曲线）进行校正确定。 三、实验仪器和试剂 HR-15S 氧弹式热量计（图 2-2-1），氧气钢瓶和氧气表（图 2-2-6），电子天平，氧弹提起 工具，氧弹内盖支撑架上，充氧器，台秤，压片机，万用表，容量瓶（1000ml），燃烧丝（镍 铬丝）等。 苯甲酸（A.R.），萘（A.R.）。 四、实验步骤 1. 热量计能当量的测定 测定物质的燃烧热需要知道所用热量计的热能当量，每套仪器的能当量并不一样，须事 先测定。热量计的能当量通常用苯甲酸来测定，苯甲酸的燃烧热 Qp 为－3227.5 kJmol1 （298.15 K，101.325 KPa），本实验所用镍铬丝的燃烧热为：－1.400 kJ g 1。 图 2-2-1 HR-15S 氧弹式热量计 1.1 试样准备 1.1.1 取一根镍铬丝，准确称取质量，并记录 m0 (丝)。将镍铬丝中间部分绕 5~6 个螺纹成 弹簧状，使螺纹两端剩余的金属丝长度几乎相等，之后轻轻将螺纹拉开，并使每个螺纹之间
保持一定距离，再将拉开的螺纹往上拉成拱形备用，形如电灯泡的灯丝。1.12将以上处理好的镍铬丝两端分别从垫片（图2-2-3）正面穿过两小孔到反面，并使拱形弹簧状部分镍铬丝保留在垫片的正面，其高度为1cm，垫片反面的镍铬丝则隐藏在反面的凹槽里，并向垫片外缘伸出，再将垫片放置于压片机（图2-2-2)的盛药器皿下端。4巴T-123-4图2-2-2压片机示意图图2-2-3压片机垫片示意图1-螺杆：2-盛药器血：3-压片机垫片：4-手柄：1-垫片上小孔：2-垫片上凹槽5-盛药器血固定板：6-盛药器血底座；7-压片机底座1.1.3将盛药器血放置于压片机的底座上，向盛药器皿内装入约1克（粗称）待测样品，慢慢移动底座至盛药器血上端凹槽处，且刚好卡在其固定板上为止。在保证镍铬丝从垫片凹槽里伸出的条件下，左手护好盛药器皿和固定板，右手顺时针转动手柄至转不动为止，稍停片刻（约10秒左右），这时螺杆下降，并挤压待测物质，使待测物质形成较紧密的块状物；之后逆时针转动手柄至松动为止，移开盛药器皿底座，使垫片落下；再顺时针转动手柄至螺杆顶出药片为止；用洗耳球吹掉药片表面的松散药粉，在电子天平上准确称量药片和镍铬丝的质量，并记录m（丝+样品）。1.1.4将药片两端镍铬丝悬挂在两电极上，药品放置于燃烧血中。具体操作是：将氧弹外盖逆时针旋开，放置于实验台上，用氧弹提起工具（图2-2-4），取出氧弹内盖，放于氧弹内盖支撑架上，分别慢慢抬起两电极上小铁环，将药片两端的镍铬丝通过电极凹槽挂、卡在两电极上，往下移动小铁环直至压紧镍铬丝为止（注意：不要使镍铬丝与燃烧血和氧弹的内壁相接触，以免短路，导致点火不成功），最后，安装好氧弹内盖，并顺时针旋紧氧弹外盖。1.1.5也可不将镍铬丝压入药片，单独压制药片，药片放入燃烧皿内。将挂在两电极上的镍铬丝中间部分整理成“V”字形，使“V”字底尖端尽量接触到药片表面，样品也可燃烧（图2-2-5）
保持一定距离,再将拉开的螺纹往上拉成拱形备用，形如电灯泡的灯丝。 1.1.2 将以上处理好的镍铬丝两端分别从垫片（图 2-2-3）正面穿过两小孔到反面，并使 拱形弹簧状部分镍铬丝保留在垫片的正面，其高度为 1 cm，垫片反面的镍铬丝则隐藏在反 面的凹槽里，并向垫片外缘伸出，再将垫片放置于压片机(图 2-2-2)的盛药器皿下端。 图 2-2-2 压片机示意图 图 2-2-3 压片机垫片示意图 1-螺杆；2-盛药器皿；3-压片机垫片；4-手柄； 1-垫片上小孔；2-垫片上凹槽 5-盛药器皿固定板；6-盛药器皿底座；7-压片机底座 1.1.3 将盛药器皿放置于压片机的底座上，向盛药器皿内装入约 1 克（粗称）待测样品， 慢慢移动底座至盛药器皿上端凹槽处，且刚好卡在其固定板上为止。在保证镍铬丝从垫片凹 槽里伸出的条件下，左手护好盛药器皿和固定板，右手顺时针转动手柄至转不动为止，稍停 片刻（约 10 秒左右），这时螺杆下降，并挤压待测物质，使待测物质形成较紧密的块状物； 之后逆时针转动手柄至松动为止，移开盛药器皿底座，使垫片落下；再顺时针转动手柄至螺 杆顶出药片为止；用洗耳球吹掉药片表面的松散药粉，在电子天平上准确称量药片和镍铬丝 的质量，并记录 m1 (丝+样品)。 1.1.4 将药片两端镍铬丝悬挂在两电极上，药品放置于燃烧皿中。具体操作是：将氧弹 外盖逆时针旋开，放置于实验台上，用氧弹提起工具（图 2-2-4），取出氧弹内盖，放于氧弹 内盖支撑架上，分别慢慢抬起两电极上小铁环，将药片两端的镍铬丝通过电极凹槽挂、卡在 两电极上，往下移动小铁环直至压紧镍铬丝为止（注意：不要使镍铬丝与燃烧皿和氧弹的内 壁相接触，以免短路，导致点火不成功），最后，安装好氧弹内盖，并顺时针旋紧氧弹外盖。 1.1.5 也可不将镍铬丝压入药片，单独压制药片，药片放入燃烧皿内。将挂在两电极上 的镍铬丝中间部分整理成“V”字形，使“V”字底尖端尽量接触到药片表面，样品也可燃 烧(图 2-2-5）
图2-2-4图2-2-51.2氧弹内充氧将氧气钢瓶的导管与充氧机接通（图2-2-6）。当充氧器插入氧弹充氧嘴，确认完全卡住后，即可确认减压阀关闭后，打开钢瓶顶端阀门，至第一压力表（反映钢瓶内部压力）的指针在1~15MPa之间：然后渐渐拧紧减压阀门（实际上是打开减压阀）直到第二压力表指示在2.0MPa，就可完成氧弹充氧。具体充氧操作如下#茶顺加紫开类B路服图2-2-6氧气钢瓶及氧气表1.2.1用食指和中指夹住充氧器的拉环向上拉，由图2-2-7到图2-2-8的位置。1.2.2将充氧器插入氧弹充氧嘴，由图2-2-9到2-2-10。松开食指和中指让充氧器的拉环向下降至图2-2-11位置。左手握住氧弹，右手拉住充氧器的表头向上拉直到咔”的一声，见（图2-2-12），表示充氧器内的弹球已卡住氧弹充氧嘴。如果右手拉住充氧器的表头向上拉，把充氧器拉出了氧弹充氧嘴，则重新按图2-2-7到图2-2-12操作
图 2-2-4 图 2-2-5 1.2 氧弹内充氧 将氧气钢瓶的导管与充氧机接通（图 2-2-6）。当充氧器插入氧弹充氧嘴，确认完全卡住 后，即可确认减压阀关闭后，打开钢瓶顶端阀门，至第一压力表（反映钢瓶内部压力）的指 针在 115 MPa 之间；然后渐渐拧紧减压阀门（实际上是打开减压阀）直到第二压力表指示 在 2.0 MPa，就可完成氧弹充氧。具体充氧操作如下 图 2-2-6 氧气钢瓶及氧气表 1.2.1 用食指和中指夹住充氧器的拉环向上拉，由图 2-2-7 到图 2-2-8 的位置。 1.2.2 将充氧器插入氧弹充氧嘴，由图 2-2-9 到 2-2-10。松开食指和中指让充氧器的拉环 向下降至图 2-2-11 位置。左手握住氧弹，右手拉住充氧器的表头向上拉直到’'咔〃的一声， 见（图 2-2-12），表示充氧器内的弹球已卡住氧弹充氧嘴。如果右手拉住充氧器的表头向上 拉，把充氧器拉出了氧弹充氧嘴，则重新按图 2-2-7 到图 2-2-12 操作
图2-2-7图 2-2-8图2-2-9图2-2-10图2-2-11图2-2-12
图 2-2-7 图 2-2-8 图 2-2-9 图 2-2-10 图 2-2-11 图 2-2-12
1.2.3保持在图2-2-12状态，并按下充氧器中带有研字的按钮，即给氧弹充氧图2-2-13，充氧时间30秒左右，至到充氧器上压力表显示2.0MPa为止，按下充氧器中带有"关"字按钮，即停止给氧弹充氧图2-2-14，充氧结束。（注意：此时应先关闭氧气瓶总开关，再关闭减压阀开关，才可取下充氧器）。图2-2-13图2-2-141.2.4充氧结束后，用右手的食指和中指夹住充氧器的拉环，把拉环拉至（图2-2-15）的位置，左手握住氧弹，右手把充氧器拔出氧弹充氧嘴（图2-2-16）。最后，按下充氧器中带有"开"字的按钮，放掉管线内剩余氧气，将充氧器垂直放置在工作台上，整个充氧操作结束。图2-2-15图2-2-161.3装置准备提起氧弹式热量计盖板手柄，打开氧弹式热量计内桶盖板。用1000ml容量瓶量取200Cml的自来水，倒入内桶中（图2-2-18），用氧弹提起工具（图2-2-4），将氧弹放于内桶底的氧弹座上，盖好盖板，将温度传感器从外桶放置处拨出，插入内桶温度传感器位置（切记：不要忘记！！！）
1.2.3 保持在图 2-2-12 状态，并按下充氧器中带有〃开〃字的按钮，即给氧弹充氧图 2-2-13， 充氧时间 30 秒左右，至到充氧器上压力表显示 2.0 MPa 为止，按下充氧器中带有〃关〃字 按钮，即停止给氧弹充氧图 2-2-14，充氧结束。（注意：此时应先关闭氧气瓶总开关，再关 闭减压阀开关，才可取下充氧器）。 图 2-2-13 图 2-2-14 1.2.4 充氧结束后，用右手的食指和中指夹住充氧器的拉环，把拉环拉至 （图 2-2-15） 的位置，左手握住氧弹，右手把充氧器拔出氧弹充氧嘴（图 2-2-16）。最后，按下充氧器中 带有〃开〃字的按钮，放掉管线内剩余氧气，将充氧器垂直放置在工作台上，整个充氧操作 结束。 图 2-2-15 图 2-2-16 1.3 装置准备 提起氧弹式热量计盖板手柄，打开氧弹式热量计内桶盖板。用 1000 ml 容量瓶量取 2000 ml 的自来水，倒入内桶中（图 2-2-18），用氧弹提起工具（图 2-2-4），将氧弹放于内桶底的 氧弹座上，盖好盖板，将温度传感器从外桶放置处拨出，插入内桶温度传感器位置（切记： 不要忘记！！！）
图2-2-17图2-2-181.4实验测定1.4.1手动测试。准备就绪后，插上控制箱电源插头，打开电源开关，控制箱显示主屏内容，为相关测试功能，若不是，请按Esc键，使其回到主屏，如图2-2-19。按数字6键进入手动测试，见图2-2-20。日3-158氢弹热量计1一发热量机试2一友势量数据3一热容量测话快容量数垢5-系统设置6-手动测试图2-2-19搅拌2-点火测试 24.4363提示：揽拌已关图2-2-201.4.2测初期温度。按Enter键，开动搅拌器，记录初期温度，系统每1分钟显示一个温度数据，记录10-12个数据。如图2-2-21
图 2-2-17 图 2-2-18 1.4 实验测定 1.4.1 手动测试。准备就绪后，插上控制箱电源插头，打开电源开关，控制箱显示主屏 内容，为相关测试功能，若不是，请按 Esc 键，使其回到主屏，如图 2-2-19。按数字 6 键进 入手动测试，见图 2-2-20。 图 2-2-19 图 2-2-20 1.4.2 测初期温度。按 Enter 键，开动搅拌器，记录初期温度，系统每 1 分钟显示一个温 度数据，记录 10-12 个数据。如图 2-2-21
一搅拌2-点火测试24.3597提示：搅拌已打开卫图2-2-211.4.3点火燃烧样品。按数字2键进入点火前镍铬丝是否连接好判断，若系统显示镍铬丝已连好（图2-2-22）。再按Enter键点火，之后观察显示屏第一排最后显示的温度（每秒显示一次温度）是否有显著变化，同时，系统显示镍铬丝未连接好，若温度有显著变化，则点火成功，其间经过图2-2-23和图2-2-24，记录第二排显示的温度，即每分钟显示一次温度数据，至到温度变化基本稳定后（即前、后两次温度差小于土0.01℃），开始记录末期温度，记录10-12个数据，结束实验。手/1-搅拌2-点火测试24.2462司提示：点火丝已接好图2-2-221-搅拌2-点水测试24.7967提示：正在点火、图2-2-231一搅拌2点火测试24.8084提示：点火未接好图2-2-24
图 2-2-21 1.4.3 点火燃烧样品。按数字 2 键进入点火前镍铬丝是否连接好判断，若系统显示镍铬 丝已连好（图 2-2-22）。再按 Enter 键点火，之后观察显示屏第一排最后显示的温度（每秒 显示一次温度）是否有显著变化，同时，系统显示镍铬丝未连接好，若温度有显著变化，则 点火成功，其间经过图 2-2-23 和图 2-2-24，记录第二排显示的温度，即每分钟显示一次温 度数据，至到温度变化基本稳定后（即前、后两次温度差小于±0.01℃），开始记录末期温 度，记录 10-12 个数据，结束实验。 图 2-2-22 图 2-2-23 图 2-2-24
1.4.4实验结束后，按Esc键，停止实验，退出测量系统见图2-2-25和2-2-26。关闭控制箱电源开关，拨下电源插头，取出温度传感器，插入外桶放置传感器处。握住氧弹式热量计盖板手柄，打开氧弹式热量计内桶盖板，用氧弹提起工具见图2-2-4，取出氧弹，放于抹布上擦干，用放气阀如图2-2-17，放掉氧弹内剩余气体（！！！）。HR-15S算弹装喜让1公发型量数号3-染容量迎式改容导象据5-系护设置B三动话图2-2-25配-156氧弹热量计1-发热量视试2-支热量数据3-热容量测试纯容量数5-系统设置6-手动测试图2-2-261.4.5逆时针旋开氧弹外盖，放于实验台上，用氧弹提起工具（图2-2-4），取出氧弹内盖，放于氧弹内盖支撑架上，观察氧弹内样品燃烧结果。若氧弹内没有燃烧残渣，表明都已燃烧完全；若有黑色的残渣，则表明燃烧不够完全，若燃烧不完全，则重做该实验。若燃烧完全，则取下挂在两电极上的残余燃烧丝，称其质量，并记录m2（剩余丝)。1.4.6用止血钳夹住纸巾擦干氧弹内、外壁及内、外盖子上的水，倒去内桶中的水，用抹布擦干内桶，待下次实验用。特别是氧弹两电极上的凝结水一定要擦干，否则，燃烧第二个样品时，会导致点火不成功！1.4.7特别提醒：在样品燃烧过程中，不要触碰Esc键，否则，将中途结束实验，导致实验失败。2.测定萘的燃烧热称取约0.8g萘，重复上述步骤进行实验测定。五、实验数据记录和处理1.将实验所测量数据记录于表2-2-1与表2-2-2中。表2-2-1样品和镍铬丝的质量记录
1.4.4 实验结束后，按 Esc 键，停止实验，退出测量系统见图 2-2-25 和 2-2-26。关闭控 制箱电源开关，拨下电源插头，取出温度传感器，插入外桶放置传感器处。握住氧弹式热量 计盖板手柄，打开氧弹式热量计内桶盖板，用氧弹提起工具见图 2-2-4，取出氧弹，放于抹 布上擦干，用放气阀如图 2-2-17，放掉氧弹内剩余气体（！！！）。 图 2-2-25 图 2-2-26 1.4.5 逆时针旋开氧弹外盖，放于实验台上，用氧弹提起工具（图 2-2-4），取出氧弹内 盖，放于氧弹内盖支撑架上，观察氧弹内样品燃烧结果。若氧弹内没有燃烧残渣，表明都已 燃烧完全；若有黑色的残渣，则表明燃烧不够完全，若燃烧不完全，则重做该实验。若燃烧 完全，则取下挂在两电极上的残余燃烧丝，称其质量，并记录 m2 (剩余丝)。 1.4.6 用止血钳夹住纸巾擦干氧弹内、外壁及内、外盖子上的水，倒去内桶中的水，用 抹布擦干内桶，待下次实验用。特别是氧弹两电极上的凝结水一定要擦干，否则，燃烧第 二个样品时，会导致点火不成功！ 1.4.7 特别提醒：在样品燃烧过程中，不要触碰 Esc 键，否则，将中途结束实验，导致 实验失败。 2. 测定萘的燃烧热 称取约 0.8 g 萘，重复上述步骤进行实验测定。 五、实验数据记录和处理 1. 将实验所测量数据记录于表 2-2-1 与表 2-2-2 中。 表 2-2-1 样品和镍铬丝的质量记录
称量物品mo(丝)m(丝+样品）mo一m（消耗丝）m2（剩余丝）m-mo（样品）质量/g表2-2-2样品燃烧数据记录表温度/℃测定过程初期主期末期2.热量计能当量的计算体系温度的升高主要是由于苯甲酸燃烧放出热量而引起的，但其它因素如镍铬丝的燃烧也会引起体系温度的变化。在热量计与环境间没有热交换的情况下，热量平衡方程式为：(2-2-4)(C+VpC永)△T=-O,m/M-q式中：C为除水之外仪器的总热容（JK-I)，V为水的体积，p为水的密度，C为水的比热容（J·g-1K-1)，△T为由于燃烧使体系温度升高的数值。Qv为样品的恒容燃烧热（Jmol-1)，m为样品的质量（g)，M为样品的摩尔质量（g.mol-1)，g为燃烧掉的镍铬丝放出的热量（J)。其中，K=C总+VpC水即为所用热量计的能当量，可由下式计算：K=-Om/M-q(2-2-5)ATT的求算有多种方法，下面介绍雷诺图的作法。由于氧弹热量计不是严格的绝热系统，加之由于传热速度的限制，燃烧后由最低温度达最高温度需一定时间在这段时间内体系与环境间难免发生热交换，因而从温度计上读得的温差就不是真实的温升AT，须对其进行校正通常采用作图法或经验公式法进行校正。雷诺图解方法根据实验记录的温度一时间数据作T-t曲线abcd（如图2-2-27所示）。ab段对应于点火前的初期，温度缓慢上升：tbc段对应于点火后的燃烧期（即主期），此时温度迅速上图2-2-27温度-时间曲线升：cd段对应于末期。作t轴的垂线ef分别交ab和dc的延长线于e和f，交bc于g，使beg包围的面积与cfg包围的面积相等。则ef两点对应的温差即为△T。已知苯甲酸的Qp，由式（2-2-2）计算出苯甲酸的Qv，再根据实验数据由式（2-2-5）求出热量计的能当量K（J-K-1)。3.计算出萘的恒容燃烧热Qv和恒压燃烧热Op，并与标准值对比，求出其相对误差（萘的恒压燃烧热标准值Qp=5153.9kJ-mol-l)
称量物品 m0 (丝) m1 (丝+样品) m2 (剩余丝) m1－ m0 (样品) m0－m2 (消耗丝) 质量/g 表 2-2-2 样品燃烧数据记录表 测定过程 温度/℃ 初期 主期 末期 2. 热量计能当量的计算 体系温度的升高主要是由于苯甲酸燃烧放出热量而引起的，但其它因素如镍铬丝的燃烧 也会引起体系温度的变化。在热量计与环境间没有热交换的情况下，热量平衡方程式为： (C总 VC水 )T Qv m / M q （2-2-4） 式中：C 总为除水之外仪器的总热容（JK1），V 为水的体积，为水的密度，C 水为水的比热 容（Jg 1 K1），T 为由于燃烧使体系温度升高的数值。 Qv为样品的恒容燃烧热（Jmol1），m 为样品的质量（g），M 为样品的摩尔质量（gmol1）， q 为燃烧掉的镍铬丝放出的热量（J）。 其中，K = C 总 + VC 水 即为所用热量计的能当量，可由下式计算： T Q m / M q K v （2-2-5） T 的求算有多种方法，下面介绍雷诺图的作法。 由于氧弹热量计不是严格的绝热系统，加之由于传热 速度的限制，燃烧后由最低温度达最高温度需一定时间， 在这段时间内体系与环境间难免发生热交换，因而从温度 计上读得的温差就不是真实的温升T，须对其进行校正， 通常采用作图法或经验公式法进行校正。雷诺图解方法： 根据实验记录的温度—时间数据作 T-t 曲线 abcd（如图 2-2-27 所示）。ab 段对应于点火前的初期，温度缓慢上升； bc 段对应于点火后的燃烧期（即主期），此时温度迅速上 升；cd 段对应于末期。作 t 轴的垂线 ef 分别交 ab 和 dc 的 延长线于 e 和 f，交 bc 于 g，使 beg 包围的面积与 cfg 包围 的面积相等。则 ef 两点对应的温差即为T。 已知苯甲酸的 Qp，由式（2-2-2）计算出苯甲酸的 QV，再根据实验数据由式（2-2-5）求 出热量计的能当量 K（JK1）。 3. 计算出萘的恒容燃烧热 QV和恒压燃烧热 Qp，并与标准值对比，求出其相对误差（萘的 恒压燃烧热标准值 Qp＝5153.9 kJmol1）。 图 2-2-6 温度-时间曲线 图 2-2-27 温度-时间曲线