燃烧热的测定实验报告

报告在写作方面，是有着极为复杂、详细的写作技巧，很多朋友对报告写作流程与技巧，并不是很了解，以下是小编收集整理的《燃烧热的测定实验报告》，仅供参考，大家一起来看看吧。

第一篇：燃烧热的测定实验报告

燃烧热的测定

四、实验步骤

1、熟悉整个实验流程，了解量热计点火流程和温差仪使用方法。

2、量热计比热容测定(即测量水当量)

(1)压片：

在托盘天平上粗略称取0.9 g左右的苯甲酸，在压片机中压成片状。不要过于用力，也不要太松。样片压得太紧，点火时不易全部燃烧;压得太松，样品容易脱落，且充氧气时样品上的粉末会被吹散。将样品在干净的滤纸上轻击

二、三次(样品仍应保持块状)，再用分析天平准确称量(小数点后应有四位有效数字)，记录质量。

(2)装样：

拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，取一根燃烧丝准确测量其长度并记录，然后将燃烧丝两端分别固定在两根电极上，中部缠可绕在圆珠笔芯等上使其旋为螺纹状，贴紧样品苯甲酸(燃烧丝与坩埚壁不能相碰)。按图5.2将铁丝两端固定在氧弹电极上。铁丝与药片充分接触，但与燃烧皿切不可相碰，以免造成短路。在弹杯中注入10ml水，把弹头放入弹杯中，用手拧紧。用万用电表检查两极间电阻值，一般不应大于10 Ω，保证线路连接良好。

图5.2 氧弹内部示意图

1—电极;2—燃烧皿;3—铁丝;4—药片

(3)充氧气： 首先顺次打开氧气钢瓶总阀门和减压阀门，开始先充入少量氧气(约0.5MPa)，然后将氧弹中的氧气放掉，借以赶出氧弹中的空气，再向氧弹中充入约2Mpa的氧气(勿超过2.5 MPa)。关闭氧气瓶总阀门，放掉氧气表中的余气。再次用万用表检查两电极间的电阻。如阻值过大，可能是电极与弹壁短路，则应放出氧气，开盖检查并连接好后重新充气，待用。 (4)调节水温 将热量计夹套内注满水, 用温差测量仪测定夹套水温，待温度稳定后记录其温度值。先在水桶中调节自来水的温度低于夹套水温1.0 °C左右，再用大容量瓶(1L)准确量取已被调好水温的自来水3 L于内桶中，再将氧弹放入,水面刚好盖过氧弹。如氧弹有气泡逸出，说明氧弹漏气，寻找原因并排除。将两根电极线一端插入氧弹两电极上，另一端插入点火输出孔,电极线嵌入桶盖的槽中，缓缓盖上盖子，注意观察使搅拌器不与氧弹相碰。同时将温差测量仪探头从夹套中取出，擦干后插入内筒水中。在面板上按下搅拌按钮,开始搅拌。 (5)点火

开启SHR-15恒温式热量计的电源开关，点火指示灯亮，开启搅拌开关，进行搅拌。水温基本稳定后，将温差仪“采零”并“锁定”。待温度稳定后，设置蜂鸣60秒一次,每隔60秒记录一次温差值(精确至±0.002℃)，直至连续10次水温有规律微小变化。设置蜂鸣15秒一次，按下“点火”按钮，此时点火指示灯灭，停顿一会点火指示灯又亮，直到燃烧丝烧断，点火指示灯才灭。氧弹内样品一经燃烧，水温很快上升，点火成功。每隔15秒,记录一次温差值，直至两次读数差值小于0.005℃，设置蜂鸣60秒一次,每隔60秒记录一次温差值(精确至±0.002℃)，连续读10个点，实验结束。

注意：水温没有上升，说明点火失败，首先看温度传感器位置是否正确。其次应关闭电源，取出氧弹，放出氧气，仔细检查加热丝及连接线，找出原因并排除。 (6)校验

实验停止后，关闭电源，将传感器放入外筒。取出氧弹，放出氧弹内的余气。旋下氧弹盖，测量燃烧后残丝长度并检查样品燃烧情况。样品没完全燃烧，实验失败，须重做;反之，说明实验成功。

3、测待测物的燃烧热

粗略称取1.5 g左右蔗糖，压片后精确称重(注意压片机的清洗，不可混入苯甲酸)，同法进行上述实验操作一次。

第二篇：燃烧热测定,实验报告

20XX 报 告 汇 编 Compilation of reports

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燃烧热的测定 一、实验目的  使用氧弹式量热计测定固体有机物质(萘)的恒容燃烧热，并由此求算其摩尔燃烧热。

 了解氧弹式量热计的结构及各部分作用，掌握氧弹式量热计的使用方法，熟悉贝克曼温度计的调节和使用方法  掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算 二、实验原理 焓 摩尔燃烧焓  cHm

恒容燃烧热 QV  rHm = Qp

 rUm = QV 对于单位燃烧反应，气相视为理想气体  cHm = QV +    BRT =

QV + △ n(g)RT 氧弹中 放热( 样品、点火丝) =吸热(水 水 、氧弹、量热计、温度计) 待测物质

QV -摩尔恒容燃烧热

Mx -摩尔质量   -点火丝热值

bx -所耗点火丝质量 q -助燃棉线热值

cx -所耗棉线质量 K -氧弹量热计常数

 Tx -体系温度改变值

xV x x xxWQ (x) + εb +qc = KΔTM

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待测物质：萘 氧弹式量热计

1 -恒热夹套

2弹 -氧弹 3 -量器 热容器 4片 -绝热垫片 5 -隔热盖盖板

6 -马达 7， ，10 -搅拌器 8 -伯克曼温度计 9 -读数放大镜 11 -振动器12 -温度计

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 四、实验步骤 1.量热计常数 K 的测定 (1) 苯甲酸约 1.0g ，压片，中部系一已知质量棉线，称取洁净坩埚放量 置样片前后质量 W1 和 和 W2 (2) 把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上，连接好点火丝和助燃棉线 (3) 盖好氧弹，与减压阀相连，充气到弹内压力为 1.2MPa 为止 (4) 把氧弹放入量热容器中，加入 3000ml 水 (5) 调节贝克曼温度计，水银球应在氧弹高度约 1/2 处 (6) 接好电路 ，计时开关指向“1 分” ，点火开关到向“ 振动” ，开启电约 源。约 10min 后，若温度变化均匀，开始读取温度。读数前 5s 振动隔 器自动振动，两次振动间隔 1min ，每次振动结束读数。

(7) 在第 10min 读数后按下“ 点火” 开关，同时将计时开关倒向“ 半分” ，点火指示灯亮。加大点火电流使点火指示灯熄灭，样品燃烧。灯灭时读取温度。

(8) 温度变化率降为 0.05 °C·min-1 后，改为 1min 计时，在记录温度少 读数至少 10min ，关闭电源。先取出贝克曼温度计，再取氧弹，旋松放气口排除废气。

(9) 称量剩余点火丝质量。清洗氧弹内部及 坩埚。

实验步骤 2.

萘的恒容燃烧热的测定

取萘 0.6g 压片，重复上述步骤进行实验，记录燃烧过程中温度

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 随时间变化的数据 注意 1.为避免腐蚀，必须清洗氧弹 2.

点火成败是实验关键。应仔细安装点火丝和坩埚。点火丝不应与弹体内壁接触，坩埚支持架不应与另一电极接触。

3.每次实验前均应称量坩埚 数据记录和处理 1.记录室温、大气压、样品质量(W2 -W1 )和剩余燃烧丝质量 2.列表记录温度随时间变化数据 3.画出雷诺图进行温度读数校正，求出在绝热条件下的真实温度改值 变值  Te 和 和  Tx 4.计算量热计常数 K 5.计算萘的恒容燃烧热 QV 6.计算萘的摩尔燃烧焓  cHm ，并与文献值比较

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由图得：苯甲酸 *t=1.7K

萘*t=2.9K，苯甲酸恒容摩尔燃烧热为-3228kj/mol 再由

和 K=n1C1+C 热量计的 K=18.9KJ/K  rUm 萘 = QV=-10022.4KJ/mol

xV x x xxWQ (x) + εb +qc = KΔTM

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 五、思考题; 1.加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么? 2.在燃烧热测定实验中，哪些是体系?哪些是环境?有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响? 3.在燃烧热测定的实验中，哪些因素容易造成实验误差?如何提高实验的准确度? ①检验多功能控制器数显读数是否稳定。熟习压片和氧弹装样操作，量热计安装注意探头不得碰弯，温度与温差的切换功能键钮，报时及灯闪烁提示功能等。

②干燥恒重苯甲酸(0.9~1.2g)和萘(0.6~0.8g)压片，注意紧实度，分析天平称样。③容量瓶量取 3000mL 水，调节水温低于室温 1K。

④量取两根 10 厘米点火丝，中段在原珠笔蕊上绕几圈。燃烧丝缚紧使接触电阻尽可能小。氧弹充氧注意小动作缓缓旋开减压阀。

⑤氧弹内预滴 10mL 水，促产物凝聚成硝酸。

(1)实验关键：点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键，可以考虑以下几项技术措施：

①试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。

压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊等状。

②点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 ③充足氧(2MPa)并保证氧弹不漏氧，保证充分燃烧。燃烧不完全，还时常形 成灰白相间如散棉絮状。

④注意点火前才将二电极插上氧弹再按点火钮，否则因仪器未设互锁功能，极易发生(按搅拌钮或置 0 时)误点火，样品先已燃烧的事故。

(2) 氧弹内预滴几滴水，使氧弹为水汽饱和，燃烧后气态水易凝结为液态水。

试样在氧弹中燃烧产生的压力可达 14MPa，长期使用，可能引起弹壁的腐蚀，减少其强度。故氧弹应定期进行 20MPa 水压检查，每年一次。

氧弹、量热容器、搅拌器等，在使用完毕后，应用干布擦去水迹，保持表面清洁干燥。恒温外套(即外筒)内的水，应采用软水。长期不使用时应将水倒掉。

氧弹以及氧气通过的各个部件，各联接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，在必须润滑时，可用少量的甘油。

5℃。每次测定时室温变化不得大于 1℃。因此。室内禁止使用各种热源，如电炉、火炉、暖气等。(3)仪器应置放在不受阳光直射的单独一间试验室内进行工作。室内温度和湿度应尽可能变化小。最适宜的温度是 20

5K。国产型号为半自动 HR—15A(B)数显微机型或 WHR—15 全自动微机型氧弹式热量计。进入了全面启用电脑处理数据的新时代。4~10(4) 如用贝克曼温度计，其调节可以归纳为倒立连接、设定温

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 度、正立震断和校验四步，注意别让水银过多地流向弯曲贮管，导致因水银重而在正立时，玻管扩张处挂不住。也绝不允许放在电炉上烤等骤冷骤热情况出现。在精密的测量中，应进行贝克曼温度计的校正。改进后的本实验普遍采用热敏电阻温度计、铂电阻温度计或者热电堆等，相应配以电桥、指示 mV 值，实际已转换为温度 (数显温度计) 的仪器，能自动记录温度，精密度可达 10 (5)苯甲酸和萘燃烧产物的热容差别因为产物量小而仪器热容的基数相对较大而可以忽略。

(6)量热方法和仪器多种多样，可参阅复旦大学物理化学实验教材。量热法广泛用来测量各种反应热如相变热等。本实验装置除可用作测定各种有机物质、燃料、谷物等固体、液体物质的燃烧热外，还可以研究物质在充入其它气体时反应热效应的变化情况。

第三篇：物化实验报告：燃烧热测定_苯甲酸_萘

华南师范大学实验报告 课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定 _________

【实验目的】

① 明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

② 掌握量热技术的基本原理，学会测定奈的燃烧热。

③ 了解氧弹卡计主要部件的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。

④ 学会雷诺图解法校正温度改变值。

【实验原理】

燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热( O v ), 恒容燃烧热这个过程的内能变化( △ U)

。在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热( Q p ),恒压燃烧热 等于这个过程的热焓变化( △ H )。若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则有下列关 系式：

-c H m = Q p = Q + A n RT ( 1 )

本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹 中完全燃烧，燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。

氧弹是一个特制的不锈钢容器(如图)为了保证化妆品在若完全燃烧，氧弹中应充以高压氧气(或者 其他氧化剂)，还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水，而几乎不与周 围环境发生热交换。

但是，热量的散失仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高， 也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确 测量，而必须经过作图法进行校正。

放出热 ( 样品 + 点火丝 )

=吸收热 ( 水、氧弹、量热计、温度计 )

量热原理一能量守恒定律 在盛有定水的容器中，样品物质的量为 n 摩尔，放入密闭氧弹充氧，使样品完全燃烧，放出的热量传 给水及仪器各部件，引起温度上升。设系统(包括内水桶，氧弹本身、测温器件、搅拌器和水)的总热容 为 C (通常称为仪器的水当量，即量热计及水每升高 1K 所需吸收的热量)，假设系统与环境之间没有热交 换，燃烧前、后的温度分别为 T 1 、T 2 ,则此样品的恒容摩尔燃烧热为 ：

(2 )

1)

; n 为样品的摩尔数( mol)

; C 为仪器的总热容 J ・ K -1

图 1 氧弹量热计构造示意图图 2 氧弹构造示意图 1 、氧弹

1 —厚壁圆筒; 2 —弹盖 2 、内水桶 (量热容器)

3 —螺帽; 4 —进气孔 3 、电极 4 、温度计 5 —排气孔; 6 —电极 5 、搅拌器 6 、恒温外套 8 —电极(也是进气管)

但是， 由于( 1 ):氧弹量热计不可能完全绝热，热漏在所难免。

因此，燃烧前后温度的变化不能直接 用测到的燃烧前后的温度差来计算，必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化。

( 2 )多数物质不 能自燃，如本实验所用萘，必须借助电流引燃点火丝，再引起萘的燃烧，因此，等式( 2 )左边必须把点 火丝燃烧所放热量考虑进去就如等式( 3 ): - nQ v,m -m 点火丝Q点火丝 HC

(3 3)

式中：

m 点火丝为点火丝的质量， Q 点火丝为点火丝的燃烧热，为 -6694.4 J / g ，„汀为校正后的温度 升高值。

仪器热容的求法是用已知燃烧焓的物质 ( 如本实验用苯甲酸 )

，放在量热计中燃烧，测其始、末温度， 经雷诺校正后，按上式即可求出 Co 雷诺校正：消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。

方法：将燃烧前后历次观察的贝氏温度计读数对时间作图，联成 FHDG 线如图 2 -1-2 。图中 H 相当于 开始燃烧之点， D 点为观察到最高温度读数点，将 H 所对应的温度 T 1 , D 所对应的温度 T 2 ,计算其平均温 度，过 T 点作横坐标的平行线，交 FHDG 线于一点，过该点作横坐标的垂线 a, 然后将 FH 线和 GD 线外延交 a 线于 A 、C 两点 ,A 点与 C 点所表示的温度差即为欲求温度的升高 厶 T o 图中 AA 表示由环境辐射进来的热 量和搅拌引进的能量而造成卡计温度的升高，必须扣除之。

CC 表示卡计向环境辐射出热量和搅拌而造成 卡计温度的降低，因此，需要加上，由此可见， AC 两点的温度差是客观地表示了由于样品燃烧使卡计温度 升高的数值 有时卡计的绝热情况良好，热漏小，而搅拌器功率大，不断稍微引进热量，使得燃烧后的最高点不出 现，如图 2-1-3 ，这种情况下„汀仍可以按同法校正之。

【实验仪器与药品】

仪器：

外槽恒温式氧弹卡计 ( 一个 )

;氧气钢瓶 ( 一瓶 )

;压片机 ( 2 台 )

;数字式贝克曼温度计 ( 一台 )

; 0 〜 100 C 温度计( 一支 )

;万用电表(一个);扳手(一把)

; 药品：

萘( A .R );苯甲酸( A.R 或燃烧热专用);铁丝( 10cm 长); 【实验步骤】

一、量热计常数 K 的测定。

1 、苯甲酸约 1.0g ，压片，中部系一已知质量棉线，称取洁净坩埚放置样片前后质量 W1 和 W2 。

2 、苯甲酸约 1.0g ，压片，中部系一已知质量棉线，称取洁净坩埚放置样片前后质量 W1 和 W2 。

3 、把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上，连接好点火丝和助燃棉线。

4 、盖好氧弹，与减压阀相连，充气到弹内压力为 1.2MPa 为止。

6 、把氧弹放入量热容器中，加入 3000ml 水。

7 、插入数显贝克曼温度计的温度探头。

&接好电路，计时开关指向 “1 分”，点火开关到向“振动”，开启电源。约 10min 后，若温度变化 均匀，开始读取温度。读数前 5s 振动器自动振动，两次振动间隔 1min ,每次振动结束读数。

9 、在第 10min 读数后按下“点火”开关，同时将计时开关倒向“半分”，点火指示灯亮。加大点火 电流使点火指示灯熄灭，样品燃烧。灯灭时读取温度。

10 、温度变化率降为 0.05 ° C- min-1 后，改为 1min 计时，在记录温度读数至少 10min ,关闭电源。

先取出贝克曼温度计，再取氧弹，旋松放气口排除废气。

11 、称量剩余点火丝质量。清洗氧弹内部及坩埚。

二、萘的恒容燃烧热的测定 1 、取萘 0.6g 压片，重复上述步骤进行实验，记录燃烧过程中温度随时间变化的数据。

【注意事项】

① 为避免腐蚀，必须清洗氧弹

② 点火成败是实验关键。应仔细安装点火丝和坩埚。点火丝不应与弹体内壁接触，坩埚支持架不应与 另一电极接触。

③ 每次实验前均应称量坩埚。

【文献值】

恒压燃烧热 kcal/mol kJ/mol J/g 测定条件 苯甲酸 -771.24 -3226.9 -26410 p?,2 5 C 萘 -1231.8 -5153.8 -40205 p?,25 C C p , m ( H 2 OI )= 75.291 J/mol?K

C p , m ( CO 2 g )= 37.11 J/mol?K C p ， m ( O 2 g )= 29.36 J/mol?K C p , m (苯甲酸 s )= 146.8 J/mol 水 C p , m

(萘 s )= 165.7 J/mol?K 【实验数据与处理】

[实验原始数据 ] 第一组测定的数据：苯甲酸① 点火丝：

0.0121g 苯甲酸 + 点火丝(精测)：

1.5072g 点火后剩余：

0.0040g 苯甲酸净含量：

1.4951g 点火丝消耗质量：

8.1 X 10 -3

g

时间 /t(60s 每次 )

温度 /T( C ) 时间 /t(15s 每次 )

温度 /T( C ) 时间 /t(15s 每次 )

温度 /T( C ) 1 7.871 8 10.092 26 10.550 2 7.874 9 10.161 27 10.557 3 7.875 10 10.220 28 10.564 4 7.877 11 10.268 29 10.570 5 7.880 12 10.306 30 10.574 6 7.882 13 10.340 31 10.579 7 7.885 14 10.368 时间 /t(60s 每次)

温度 /T( C ) 8 7.886 15 10.394 1 10.583 9 7.890 16 10.418 2 10.600 10 7.891 17 10.439 3 10.608 时间 /t(15s 每次 )

温度 /T (C) 18 10.456 4 10.611 1 8.364 19 10.472 5 10.614 2 8.672 20 10.486 6 10.613 3 9.074 21 10.501 7 10.612 4 9.377 22 10.513 8 10.610 5 9.638 23 10.523 9 10.608 6 9.834 24 10.532 10 10.606 7 9.983 25 10.542

第二组测定的数据：苯甲酸② 点火丝：

0.0120g 苯甲酸 + 点火丝(精测)：

1.2750g 点火后剩余：

0.0088g 苯甲酸净含量：/ 点火丝消耗质量：

.2630g 3.2 X 10 -3 g

时间 /t(60s 每次 )

温度 /T( C ) 时间 /t(30s 每次 温度 /T( C ) 时间 /t(30s 每次 )

温度 /T( C ) 1 8.128 8 10.071 26 10.421 2 8.136 9 10.115 27 10.428 3 8.143 10 10.154 28 10.433 4 8.149 11 10.191 29 10.437 5 8.154 12 10.214 30 10.450 6 8.156 13 10.248 时间 /t(60s 每次 )

温度 /T( C 7 8.169 14 10.274 1 10.461 8 8.164 15 10.292 2 10.467 9 8.167 16 10.311 3 10.472 10 8.170 17 10.328 4 10.474 时间 /t(15s 每次 )

温度 /T( C ) 18 10.341 5 10.474 1 8.540 19 10.357 6 10.475 2 8.925 20 10.368 7 10.474 3 9.327 21 10.379 8 10.472 4 9.577 22 10.390 9 10.471 5 9.789 23 10.398 10 10.470 6 9.915 24 10.406

7 10.007 25 10.415

第三组测定的数据：萘① 点火丝：

0.0140g 萘 + 点火丝(精测)：

1.0051g 点火后剩余：

0.0061g 萘净含量：

0.9911g 点火丝消耗质量：

7.9 X 10 -3

g

时间 /t(60s 每次 )

温度 /T( C ) 时间 /t(30s 每次 温度 /T( C ) 时间 /t(30s 每次 )

温度 /T( C ) 1 8.100 8 10.358 26 10.840 2 8.105 9 10.435 27 10.846 3 8.109 10 10.494 28 10.850 4 8.113 11 10.541 29 10.854 5 8.115 12 10.580 时间 /t(60s 每次 )

温度 /T( C 6 8.119 13 10.615 1 10.865 7 8.121 14 10.643 2 10.872 8 8.124 15 10.669 3 10.877 9 8.127 16 10.691 4 10.878

10 8.130 17 10.713 5 10.878 时间 /t(15s 每次 ) 温度 /T( C ) 18 10.747 6 10.879 1 8.435 19 10.762 7 10.877 2 8.845 20 10.774 8 10 .875 3 9.236 21 10.787

4 9.571 22 10.790

5 9.968 23 10.807

6 10.119 24 10.823

7 10.259 25 10.829

[ 实验数据的处理 ] ① 雷诺校正作图 ② 计算卡计的热容 C,并求出两次实验所得水当量的平均值。

苯甲酸的燃烧反应方程式为：

C 7 H 6 O 2 (s )+^O 2 (g 戸 7CO 2 (g )+3H 2 O(l ), A c H^ -3226.0kJ moL 根据基尔霍夫定律: 15 --△ C p, m = 7 X C p, m ( CO,g )+ 3 X C p, m ( H 2 O,l ) — G, m (苯甲酸 ,s ) —

---

C p, m ( Q,g ) 2 = 154.6805 J/mol ?K „„„当室温为 26.0 C 时苯甲酸的燃烧焓为：

△ cHn ( 26.0 《)=△ c H.( 25.0 C) + △ C p X^ T = -3226.9 + 154.6805 X (26.0-25.0) X 10 -3

= -3225.84 kJ/mol 则：苯甲酸的恒容摩尔燃烧热为：

Q V

= △ c U m =A c Hi — RT 刀 B V B ©) = -3225.84 — 8.314 X 299.15 X (7 — 7.5) X 10 -3

= -3224.6 kJ/mol 又: nQ = -C △ T -Q V 点火线 „ m 点火线 „ (I) 苯甲酸①燃烧的数据处理：

Q 点火丝 • m 点火丝 = -6694.4 X 10 -3

X 3.7 X 10 -3

= -0.02477 kJ

C =(15.517 + 15.866 )+ 2 = 15.692 kJ/ C ③ 计算萘的恒容摩尔燃烧热 Q V ， m C= -nQv ， m -Q 丝 5 丝 = AT

0 4354 (-3224.6) - (-0.006025) 122.12

= 15.866 kJ/ C 31.373-30.648 (n) 苯甲酸②燃烧的数据处理: Q 点火丝 „ m 点火丝 = -6694.4 X 10-3

X 9 X 10 -4

= -6.025 X 10 -3

kJ (川)两次实验所得水当量的平均值为:

根据公式：

nQ = -C

△ T - Q V 点火线 „ m 点火线 则：( I) 萘①燃烧的数据处理：

_3 _3 Q 点火丝 • m 点火丝 = -6694.4 X 10 _ 3

X 5.4 X 10 _ 3

= -0.03615 kJ Q V , m =( -C △ T -Q V 点火线 „ m 点火线 ) /n -15.692 29.695 -28.47 -0.03615 一 c … _ = =— 5217.9 kJ/mol 0.4731 128.18 (n) 萘②燃烧的数据处理：

Q 点火丝 • m 点火丝 = -6694.4 X 10 -3

X 1.7 X 10 -3

= -0.01138 kJ Q V , m =( -C △ T -Q

V 点火线 „ m点火线 ) /n -15.692 28.867 -27.627 -0.01138 = =— 5178 kJ/mol 0.4819 128.18 (川)萘的恒容摩尔燃烧热平均值为 Q v , m

= ( — 5217.9 — 5178) + 2 = — 5197.5 kJ/mol ④ 求萘的恒压摩尔燃烧热 Q , m (即△ c Hn) 萘燃烧的化学方程式为：

C 10 H 8 s 12O 2 g > 10CO 2 g 4H 2 O l "、B ( g)=— 2 ， B 根据基尔霍夫定律：

• C p , m = 10 X C p ， m ( CO 2 ,g )+ 4 X C p ， m ( H 2 O,l ) — C p ， m (奈 ,s) — 12C p > m ( O 2 ,g ) = 154.304 J/mol?K „ 26.0 C 时奈的燃烧焓为：

△ c H m ( 26.0 《)=△ c U k + RT 刀 BW (g) =— 5206.63 + 8.314 X 299.15 X(— 2 )X 10 -3

=— 5211.604 kJ/mol ⑤ 由基尔霍夫定律将△ cHn (T)换成△ cf (298.15K)，并与文献比较 △ c H m ( 25.0 《)=△ c Hn ( 26.0 《)+△ GXA T =— 5211.604 + 154.304 X (25.0 — 26.0) X 10 -3

=— 5211.758 kJ/mol 相对误差：二 十 5 211 .75 8

-(®53 8 ) |

go%” % 5153.8 【实验结果与讨论】

实验求得萘的燃烧热 Q, 实 与文献值 Q, 标二』 153.85 kJ mol 」的误差为 1.12% (小于 3% 。可见本实验温 度对萘的燃烧焓值

影响很小，实验结果较为准确。产生误差的原因除了仪器误差之外，主要还有以下几个 方面：

① 使用雷诺图解法时，要做切线，切线分别表示正常温度上升和量热系统温度降低，切线拟合的结果 对△ T 的影响很大，此次实验结果很大程度上取决于这一步数据处理。

② 在实验进行过程中，夹套水温也不可能恒定，这会对 △ T 的求算造成影响。但是夹套中水很多，且 为了调零水温只比夹套水温 1K 左右，所以此误差可以忽略，这也是步骤中调整水温的原因。

③ 萘为易挥发性物质，压片称量后应该迅速放入氧弹中，以免因挥发而损失过多的质量，给实验带来 误差，使实验结果偏大。

④ 氧弹内可能存在少量空气，空气中 N 2 的氧化会产生热效应。

⑤ 若试样未完全燃烧，造成的影响很大，若有明显的黑色残渣，实验应重做。

⑥ 量取 3000mL 水使用的 2000mL 量筒的称量误差很大。

⑦ 水温改变带来的误差：由于此次实验是测量的内桶的水温，且总的波动不超过 3 C, 所以水温的改 变会对实验结果造成较大影响。

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。

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。

在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热，然后再换算得到恒压燃烧热。原因为：①如果是使 用恒压燃烧方法，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，恒压燃烧方法难于使另一反应物 一一“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。

【实验评注与拓展】

( 1 )实验关键：点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键，可以考虑以下几项技术措施：

① 试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。

压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊 等状。

② 点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。

③ 充足氧 ( 2MPa)

并保证氧弹不漏氧，保证充分燃烧。燃烧不完全，还时常形 成灰白相间如散棉絮状。

④ 注意点火前才将二电极插上氧弹再按点火钮，否则因仪器未设互锁功能，极易发生(按搅拌钮或 置 0 时)误点火，样品先已燃烧的事故。

(2)

氧弹内预滴几滴水，使氧弹为水汽饱和，燃烧后气态水易凝结为液态水。

试样在氧弹中燃烧产生的压力可达 14MPa ，长期使用，可能引起弹壁的腐蚀，减少其强度。故氧弹应 定期进行 20MPa 水压检查，每年一次。

氧弹、量热容器、搅拌器等，在使用完毕后，应用干布擦去水迹，保持表面清洁干燥。恒温外套(即 外筒)内的水，应采用软水。长期不使用时应将水倒掉。

氧弹以及氧气通过的各个部件，各联接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，在必须润滑时，可 用少量的甘油。

(3)

仪器应置放在不受阳光直射的单独一间试验室内进行工作。

室内温度和湿度应尽可能变化小。

最适 宜的温度是 20 _5 C 。每次测定时室温变化不得大于 1 C 。因此。室内禁止使用各种热源，如电炉、火炉、暖气等。

(4) 如用贝克曼温度计，其调节可以归纳为倒立连接、设定温度、正立震断和校验四步，注意别让水 银过多地流向弯曲贮管，导致因水银重而在正立时，玻管扩张处挂不住。也绝不允许放在电炉上烤等骤冷 骤热情况出现。在精密的测量中，应进行贝克曼温度计的校正。

改进后的本实验普遍采用热敏电阻温度计、铂电阻温度计或者

热电堆等，相应配以电桥、指示 mV 值，实际已转换为温度 ( 数显温度计 ) 的仪器，能 自动记录温度，精密度可达 10 ， ~10^K 。国产型号为半自动 HR — 15A(B) 数显微机型或 WHR — 15 全自动 微机型氧弹式热量计。进入了全面启用电脑处理数据的新时代。

(5) 苯甲酸和萘燃烧产物的热容差别因为产物量小而仪器热容的基数相对较大而可以忽略。

(6) 量热方法和仪器多种多样，可参阅复旦大学物理化学实验教材。

量热法广泛用来测量各种反应热如 相变热等。本实验装置除可用作测定各种有机物质、燃料、谷物等固体、液体物质的燃烧热外，还可以研 究物质在充入其它气体时反应热效应的变化情况。

【提问与思考】

(1) 什么是燃烧热?它在化学计算中有何应用? 答：在 101 kPa 时， 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量， 叫做该物质的燃烧热.单 位为 kJ/mol 。反应热中 AH 为负，则为放热反应;为正，则为吸热反应，燃烧热为反应热的一种，其 AH 为负值含相同碳原子数的烷烃异构体中，直链烷烃的燃烧热最大，支链越多燃烧热越小。

⑵什么是卡计和水的热当量?如何测得? 答：卡计和水当量就是量热仪内筒水温每升高一度所吸收的热量(即量热计的热容量) 。单位是：焦 耳 / 度 测法：用已知燃烧焓的物质(如本实验用的苯甲酸) ，放在量热计中燃烧，测量其始、末温度，经雷 诺校正后，按下式：

—n Q v,m — m 点火丝 Q 点火丝 =C AT 即可求出。

(3) 测量燃烧热两个关键要求是什么?如何保证达到这两个要求?答：

实验关键：点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键，可以考虑以下几项技术措施：

① 试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。

压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊 等状。

② 点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。

③ 充足氧 (2MPa) 并保证氧弹不漏氧，保证充分燃烧。燃烧不完全，还时常形 成灰白相间如散棉絮状。

④ 注意点火前才将二电极插上氧弹再按点火钮，否则因仪器未设互锁功能，极易发生(按搅拌钮或置 0 时)误点火，样品先已燃烧的事故。

(4) 实验测量到的温度差值为何要经过雷诺作图法校正，还有哪些误差来源会影响测量的结果? 答：实际上，热量计与周围环境的热交换无法完全避免，它对温度测量值的影响可用雷诺温度校正图 校正。还可能带来误差的可能有：①实验过程中的系统误差;②可能与当天的温度和气压有关;③样品可 能受潮使称量时产生误差;④样品可能中可能含有杂质。

第四篇：声速的测定实验报告

1、实验目的

(1)学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。 (2)进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。 (3)学会用逐差法处理数据。

2、实验仪器

超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B、示波器ST16B。

3、实验原理

3.1 实验原理

声速V、频率f和波长λ之间的关系式为Vf。如果能用实验方法测量声波的频率f和波长λ，即可求得声速V。常用的测量声速的方法有以下两种。

3.2 实验方法

3.2.1 驻波共振法(简称驻波法)

S1发出的超声波和S2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。

驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S

1、S2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：

Ln,n1,2,32 (1)

即当S1和S2之间的距离L等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。在示波器上得到的信号幅度最大。当L不满足(1)式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。

移动S2，可以连续地改变L的大小。由式(1)可知，任意两个相邻共振状态之间，即

S2所移过的距离为：

2 (2)

可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L改变了2。此距离2可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据Vf，就可求出声速。

3.2.2 两个相互垂直谐振动的合成法(简称相位法)

在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。其轨迹方程为： LLn1Lnn12n2XY2XYCos21Sin221A1A2 A1A2 (5)

在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。当相位差22210时，由(5)式，得yA2xA1，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。

2yx121222时，得A1A2，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆 当

2当21时，得

yA2xA1，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。

改变S1和S2之间的距离L，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差(21)，荧光屏上的图形也随之变化。显然，L每变化半个波长(即LLn1Ln)2，位相差就变化。随着振动相位差从0→的变化，李沙如图形就按图16——2(a) →(b)→(c)变化。因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。测得波长和频率f，根据Vf，就可计算出声速。 

4、实验内容

(1) 熟悉声速测定仪

该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。

两只超声压电换能器，一只为发射声波用(电声转换)，一只为接收声波(声电转换)，其结构完全相同。发射器的平面端面用以产生平面声波;接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。

(2) 驻波法测量声速

1)按图接好线路，把换能器S1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S2接到示波器的“Y input”。

2)打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数5--8V电压,电压衰减按钮为20dB;波形选择为正弦波(弹出状态)。

3)压入示波器电源开关，把示波器Y衰减开关VOLTS/DIV置0.5v档，Y输入方式置AC位。扫描档TIME/DIV为20us，触发源(触发TRIG)选择“内同步INT”;触发方式为“自动”。

4)移动S2位置，目测S1与S2的距离为3cm左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz范围。观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S1处于共振状态。记下频率f值(实验过程中，频率f不许改变，否则影响实验数据)。

5)示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器;波形太小(可能不稳定)或太大，可调节Y增益电位器VARIABLE，使波形幅度适中。

6)注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。

7)向右稍移S2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y增益VARIABLE，使波形满屏。记下S2的初始位置L0。 8 由近至远慢慢移动接收器S2，逐个记下九个幅度最大的位置(即Li值)。 (3) 相位法测声速

1)把示波器触发方式选择“外接”。

2)把示波器的“Y input”接超声波测速仪的接收器S2,示波器“X输入”联接到低频信号发生器的电压输出(不能接同步输出)。

3)把S2调回距S1大约3cm，移动接收换能器S2，调节游标卡尺微调螺丝，同时观察示波器的图形变化，使图形为“/”，记下S2初始位置LO。

4)由近至远，慢慢移动S2,并注意观察图形变化，逐下记下每发生一次半周期变化(即图形由“/”直线变到“”直线)接收换能器S2的位置读数Li值，共测十个数据。 5)实验完毕，关掉电源，整理好仪器

5、实验参考数据

1)驻波法测量声速

共振频率f=34.583KHz

表1 驻波法测量波长的测量数据

次序 Li103mm

93.72 98.84 104.02 109.22 114.38 次序

Li103mm

119.54 124.70 129.90 135.02 140.18

Li5Li103mm vLI5Li103mm

25.82 25.86 25.88 25.80 25.80

0.012 0.028 0.048 0.032 0.032 1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 逐差法处理表1数据

152SLLvLi5LiI5in1i1标准偏差=0.036mm CnSLi5Li1.650.0360.06vLI5Li

uBm30.0230.012mm

合成不确定度为

222222uLI5LIuAuBSLu0.0360.0120.038(mm)LBi5i

3频率f不确定度声速V的相对不确定度

EV(uff)(2ufmf0.34630.2(HZ)

uLI5LiLi5Li)2(0.220.0382)()0.0060.6%34.58325.832

声速的计算

V 22f(Li5Li)34.58325.832357.34(m/s)55

声速V不确定度为

uVVEV357.340.0063(m/s)

室温时声速结果表达式： VVuV357.340.006(m/s)(p0.683)EV0.6%

2)相位法测量声速

参考驻波法。

6.结论：1)实验测量结果与理论值接近，是误差允许范围。2)相位法测量优于驻波法测量。

7.误差分析：1)共振频率的不稳定。2)换能器的不完全平行。3)示波器上振幅极大值的不稳。4)随着换能器的距离的增加能量会有减弱。5)测量时会含有回程差。

第五篇：薄透镜焦距测定物理实验报告

南 昌 大 学 物 理 告 实 验 报 告

课程名称：

大学物理实验

实验名称 ：

薄透镜焦距的测定

学院 ：

信息工程学院

专业班级：

学生姓名 ：

学号 ：

实验地点 ：

基础实验大楼

座位号：

01

实验时间：

第 7 7 周星期 3 3 下午

4 4 点开始

一、实验目的 ：

1.掌握光路调整的基本方法; 2.学习几种测量薄透镜焦距的实验方法; 3.观察薄凸透镜、凹透镜的成像规律。

二、实验原理：

( ( 一) ) 凸透镜焦距的测定

1.自准法 如图所示，在待测透镜 L 的一侧放置一被光源照明的物屏 AB，在另一侧放一平面反射镜 M，移动透镜(或物屏)，当物屏 AB 正好位于凸透镜之前的焦平面时，物屏 AB 上任一点发出的光线经透镜折射后，仍会聚在它的焦平面上，即原物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实像

。此时物屏到透镜之间的距离，就是待测透镜的焦距，即

由于这个方法是利用调节实验装置本身使之产生平行光以达到聚焦的目的，所以称之为自准法，该法测量误差在

之间。

2.成像法 在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为

当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：

式中

为像方焦距， 为物方焦距，

为像距， 为物距。

式中的各线距均从透镜中心(光心)量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。若在实验中分别测出物距 和像距

，即可用式求出该透镜的焦距

。但应注意:测得量须添加符号，求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。

3.共轭法

共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。如图所示，使物与屏间的距离

并保持不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。设物距为

时，得放大的倒立实像;物距为

时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为 d，根据透镜成像公式，可推得：

物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。而共轭法只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距

。这种方法无需考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到

。

操作要领：

粗测凹透镜焦距，方法自拟。

取 D 大于

。

调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。往复移动透镜并仔细观察，成像清晰时读数。重复多次取平均值。

(二)凹透镜焦距的测定

成像法(辅助透镜法)

如图所示，先使物 AB 发出的光线经凸透镜

后形成一大小适中的实像

，然后在

和

之间放入待测凹透镜

，就能使虚物

产生一实像

。分别测出

到

和

之间距离

、

，根据式

即可求出

的像方焦距

。

三 、实验仪器：

光具座、凸透镜、凹透镜、光源、物屏、平面反射镜、水平尺和滤光片等

四 、实验内容和步骤：

1.光学系统的共轴调节

共轴调节是光学测量的先决条件，也是减少误差、确保实验成功的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件(如光源、物、透镜等)的主光轴重合。由于在光具光具座上进行，所以须使光轴平行于光具座导轨的刻度线。具体调节分两步进行：

a.粗调。将安置于光具座上的各光学元件靠拢在一起，用眼观察，并调节它们的中心使它们处在同一高度，且连线(光轴)平行于导轨。

b.细调。将各光学元件按实验要求移开，利用透镜成像规律进一步调整，移动透镜及屏时，将大小不同的像生成在不同的位置。若这些大小不等的像的中心在屏上的位置重合，则说明系统已共轴;若在移动透镜的过程中，像的中心位置不重合，则应调节透镜的高低或左右位置。

2 2.测凸透镜的焦距

a.用物距像距法测 f 4 次，每次测量应改变物距，分别代入公式(2)求 f ，将结果表示成 f f   。

b.用自准法测 f 2 次求平均值，结果以 f f   表示。

c.用位移法测 f 2 次。在同一 D 值下测 d 2 次，以公式(6)分别算出 f ，并将结果表示成 f f   。

3 3.测凹透镜的焦距

a.以物距像距法测 2 次，每次改变物距，测像距，分别代入公式(2)求 f ，结果以 f f   表示。

注意：在测量凹透镜的焦距时，测得的数据误差往往较大，原因主要有 4 个方面：共轴没有调节好;选凸透镜成的小像作为物;选择物距 u 值没有尽可能的大;没有认真判断像的清晰位置。

五 、实验数据 与处理：

凸透镜 1、自准法 物/mm 透镜/mm 焦距/mm 1094.5 1307.2 212.7 1093.6 1307.8 214.2

所以

2、物像法：

物 B/mm 透镜 O/mm 像 B/mm 透镜 1 1307.2

950.2

444.3

1307.2

851.1

458.1

透镜 2 1307.2

1142.9

1062.1

1307.2

1165.8

1078.9

所以对于凸透镜 1(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以

有

f =f 1 + f 22= 213.45mmS 1,2 = B-O =[357.0456.1]S" 1,2 = B"-O =[-505.9-393.0]f 1,2 = - f " 1,2 =S 1,2 ´S" 1,2S 1,2 -S" 1,2=[209.3211.1]f =f 1 + f 22= 210.2mm

对于不确定度：

A 类不确定度：

B 类不确定度：

所以合成不确定度为：

所以焦距 f 最终可表示为

对于凸透镜 2(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以

有

对于不确定度：

A 类不确定度：

B 类不确定度：

所以合成不确定度为：

所以焦距 f 最终可表示为

共轭法：

物 B/mm O1/mm O2/mm 屏 B"/mm 1307.2

954.5

775.2

429.8

DA =(f - f) 2i=12å2-1= 0.9mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 = 0.9mmf = f ±u = 210.2±0.9mmS 1,2 = B-O =[164.3141.4]S" 1,2 = B"-O =[-80.8-86.9]f 1,2 = - f " 1,2 =S 1,2 ´S" 1,2S 1,2 -S" 1,2=[54.253.8]f =f 1 + f 22= 54.0mmDA =(f - f) 2i=12å2-1= 0.2mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 = 0.2mmf = f ±u = 54.0±0.2mm

1307.2

994.8

638.2

332.9

1307.2

1240.9

919.8

853.8

1307.2

1238.9

984.9

917.9

对于凸透镜 1(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以可以知道

求平均值得

对于不确定度：

A 类不确定度为

B 类不确定度为

所以合成不确定度为：

所以 f 可以表示成

对于凸透镜 2(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以

D 1,2 = B"- B =[877.4974.3]d 1,2 =O 2 -O 1 =[179.3356.6]f 1,2 =D 2 -d 24´ D=[210.2210.9]f =f 1 + f 22= 210.6mmDA =(f - f) 2i=12å2-1= 0.4mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 = 0.4mmf = f ±u = 210.6±0.4mmD 1,2 = B"- B =[453.4389.3]d 1,2 =O 2 -O 1 =[321.1254.0]f 1,2 =D 2 -d 24´ D=[56.555.9]

求平均值得

对于不确定度：

A 类不确定度为

B 类不确定度为

所以合成不确定度为：

所以 f 可以表示成：

凹透镜：

单位/mm 物屏 A 凸透镜 O1 凹透镜 O2 像 A" 像 A"" 凹透镜 1 1370.2 844.8 545.8 465.1 171.5 1370.2 844.8 538.2 465.1 273 凹透镜 2 1370.2 844.8 499.9 465.1 333.8 1370.2 844.8 505.2 465.1 234.1 对于凹透镜 1(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以

求平均值得

对于不确定度：

f =f 1 + f 22= 56.2mmDA =(f - f) 2i=12å2-1= 0.3mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 = 0.3mmf = f ±u = 56.2±0.3mmS 1,2 =O 2 A"=[80.773.1]S" 1,2 =O 2 A"=[374.3265.2]f 1,2 =SS"S-S"=[-102.9-100.9]f =f 1 + f 22= -101.9mm

A 类不确定度为

B 类不确定度为

所以合成不确定度为：

所以 f 可以表示成：

对于凹透镜 2(1，2 代表第 1、2 次实验):

所以

求平均值得

对于不确定度：

A 类不确定度为

B 类不确定度为

所以合成不确定度为：

所以 f 可以表示成：

六、误差分析 ：

1、地面的不完全水平导致光具座的不同程度的倾斜，从而在实验过程中影响各光学元件的同轴等DA =(f - f) 2i=12å2-1=1.0mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 =1.0mmf = -101.9∓1.0mmS 1,2 =O 2 A"=[34.840.1]S" 1,2 =O 2 A"=[166.1271.1]f 1,2 =SS"S-S"=[-44.0-47.1]f =f 1 + f 22= -45.5mmDA =(f - f) 2i=12å2-1=1.5mmDB=0.02mmu = DA 2 +DB 2 =1.0mmf = -45.5∓1.5mm

高操作; 2、因为使用过于频繁而保存不当，光具座上或多或少出现锈迹影响读数，导致实验数据有误; 3、长时间的使用和多人操作使得各透镜表面及边缘或有不同程度的磨损，从而引起透镜焦距的改变，使得实验所得数据与仪器原始数据有所相差; 4、实验重复次数过少，实验的偶然性较大，多重复几次实验求平均值更好。

5、由于场地及实验仪器的限制，使得实验中某些移动略微不便，结果是不能得到更多更完备的实验数据，间接影响最终结果;

七 、思考 题 ：

1.利用 f=(D*D-d*d)/4D 测量凸透镜焦距有什么好处? 答：涉及测量量少，减少误差。

2.试证明，共轭法中，物与屏间的距离

。

由公式

得 D(D-4f)=

，又因为 D>0,所以

。

八、附上 原始数据：