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燃烧热的测定简答题

燃烧热的测定简答题
燃烧热的测定简答题

1、在氧弹里加10ml蒸馏水起什么作用?

在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2的氧化会产生热效应。生成NO、NO2等,NO+NO2+H2O=HNO2,而后利用NaOH溶液对其滴定,以扣除N2燃烧引起的放热,若不加入蒸馏水,灰烬落在氧弹内较难清洗,加入水后灰烬落入水中,也便于氧弹清洗。2、在实验中,哪些为体系?哪些为环境?实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?

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。氧弹壳及环境恒温式量热计及内外筒内的水为环境。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,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,与体系、环境的材质有关;与体系、环境的接触界面积大小有关;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。

3、在环境恒温式量热计中,为什么内筒温度要比外筒温度低?低多少合适?

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。根据称样量范围,升温变化应在1.5~2度之间,所以选择起始水温低于环境1度左右,以减少因未采用绝热式热量计而引起的热辐射误差。

4、欲测定液体样品的燃烧热,你能想出测定方法吗?

采用药用胶囊装取液体试样装入氧弹进行测量。(计算时扣除胶囊的燃烧热)。

采用脱脂棉吸附液体试样方法。(计算时扣除脱脂棉的燃烧热)。

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。

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。

思考题

1.在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时,应注意哪些规则?

答:(1)氧气减压阀应严禁接触油脂,以免发生火警事故。

(2)停止工作时,应将减压阀中余气放净,然后拧松调节螺杆以免弹性

元件长久受压变形。

(3)减压阀应避免撞击振动,不可与腐蚀性物质相接触。

2.为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正?

答:由于存在热漏现象以及搅拌机功率过大引进的热量,所以要用雷诺图解

校正法对实验数据进行处理。这样才能真实地代表被测样品燃烧热引起卡计温度升高的数值△T 。

【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ΔH 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ΔH 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。

(2)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:ΔT 点火丝,C Q m nQ m V =--点火丝即可求出。

(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。

实验一燃烧热的测定思考题答案

1、开机的顺序是什么?

答案:打开电源---热量计数据处理仪—计算机。(关机则相反)

2、搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?

.答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果

不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。

3、萘的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品萘时,内筒水是否要更换和重新调

温?

答案:用台秤粗称萘0.7 克,压模后用分析天平准确称量其重量。

在实验界面上,分别输入实验编号、实验内容(发热值)、测试公式

(国标)、试样重量、点火丝热值(80J),按开始实验键。其他同热

容量的测定。内筒水当然要更换和重新调温。

4、燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?

答案:应清洗干净并檫干。

5、氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?

答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能

碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。

6、测定量热计热容量与测定萘的条件可以不一致吗?为什么?

答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取

水的量都必须是2.6 升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。

7、量热计热容量的测定中,“氧弹充氧”这步如何操作?

答案:①卸下氧弹盖上的进出气螺栓及垫片,旋上导气管接头,并用板

手拧紧;

②关闭(逆时针)氧气钢瓶的减压阀;

③打开(逆时针)氧气钢瓶总阀门,至指针指向10 Mpa 左右;

④打开(顺时针)氧气钢瓶的减压阀;使指针指向2.5Mpa→充氧1min;

⑤关闭(逆时针)氧气钢瓶的减压阀;

⑥用板手旋松导气管接头,取出。垫上垫片,拧紧螺栓。

2 8、实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?

答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温

度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。

9、药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行?

答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。不行。

10、如何确保样品燃烧完全?

答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。

11、充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?

答案:2.5MPa,充氧时间不少于60S。

用万用电表检查两电极是否通路(要求约3 至18?);检漏。

12、搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?

答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。

13、本实验中,那些为体系?那些为环境?

答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。

14、压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?

答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。

片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,

结果偏小(数值)。

15、写出萘燃烧过程的反应方程式?

答案:C10H8(s)+12O2(g)→10CO2(g)+4H2O(l)

16、水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么?

答案:为了减少热损耗,因反应后体系放热会使内筒的温度升高,使体系与环境的温度差保持较小的程度体系的热损耗也就最少,低一度左右适合,因为这个质量的样品燃烧后体系放热大概会使内筒的温度升高大概两度左右,这样反应前体系比环境低一度,反应后体系比环境高一度,使其温差最小,热损耗最小

17、充气太少会出现什么情况?

答:燃烧不完全,结果值偏小。

物化实验报告燃烧热的测定

华南师范大学实验报告 一、实验目的 1、明确燃烧热的定义,了解定压燃烧热与定容燃烧热的差别。 2、掌握量热技术的基本原理;学会测定萘的燃烧热 3、了解氧弹量热计的主要组成及作用,掌握氧弹量热计的操作技术。 4、学会雷诺图解法校正温度改变值。 二、 实验原理 通常测定物质的燃烧热,是用氧弹量热计,测量的基本原理是能量守恒定律。一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时,所释放的热量使氧弹本身及其周围的介质和量热计有关附件的温度升高,测量介质在燃烧前后温度的变化值T ?,就能计算出该样品的燃烧热。 ()p V Q Q RT n g =+? (1) ()V W W Q Q C W C M +=+样品21总铁丝铁丝水水(T -T ) (2) 用已知燃烧热的物质(本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测其始末温度,求出T ?。 便可据上式求出K ,再用求得的K 值作为已知数求出待测物(萘)的燃烧热。 三、仪器和试剂 1.仪器 SHR-15氧弹量热计1台;贝克曼温度计;压片机 2台;充氧器1台;氧气钢瓶1个;1/10℃温度计;万能电表一个;天平 2.试剂 铁丝;苯甲酸(AR);萘(AR );氧气 四、实验步骤 1、测定氧氮卡计和水的总热容量 (1)样品压片:压片前先检查压片用钢模,若发现钢模有铁锈油污或尘土等,必须擦净后,才能进行压片,用天平称取约0.8g 苯甲酸,再用分析天平准确称取一根铁丝质量,从模具的上面倒入己称好的苯甲酸样品,徐徐旋紧 压片机的螺杆,直到将样品压成片状为止。抽出模底的托板,再继续向下压,使模底和样品一起脱落,然后在分析天平上准确称重。 分别准确称量记录好数据,即可供燃烧热测定用。 (2)装置氧弹、充氧气:拧开氧弹盖,将氧弹内壁擦净,特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦十净,将点火丝的两端分别绑紧在氧弹中的两根电极上,选紧氧弹盖,用万用表欧姆档检查两电极是否通路,使用高压钢瓶时必须严格遵守操作规则。将氧弹放在充氧仪台架上,拉动板乎充入氧气。 (3)燃烧温度的测定:将充好氧气后,再用万用表检查两电极间是否通路,若通路将氧弹放入量热计内简。用量筒称3L 自来水,倒入水桶内,装好搅拌轴,盖好盖子,将贝克曼温度计探头插入水中,此时用普通温度计读出水外筒水温和水桶内的水温。接好电极,盖上盖了,打开搅拌开关。待温度温度稳定上升后,每个半分钟读取贝克曼温度计一次,连续记

内蒙古科技大学燃烧学试题A答案标准格式

内蒙古科技大学考试标准答案A及评分标准 课程名称:工程燃烧学考试班级:安全2004 考试时间:20 年月日时分至时分标准制订人:陈伟鹏 一、填空题(共7题,每空1分,共20分) 1.根据母体物质炭化程度的不同,可将煤分为四类,分别为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。 2.根据时间而言,燃烧过程需要总时间应包括混合时间、化学反应时 间、加热时间三个阶段。 3.静止气体中的自由射流,沿射流的前进方向,可将射流分为初始段、过渡段、自模段。 4.按火焰的几何形状分,火焰有直流锥形火焰、旋流火焰 及平火焰三种。 5.为了使可燃混合物开始燃烧,实际采用着火、点火两种方式。 6.根据元素分析值,煤的主要可燃物是,碳、氢。 7.按气体流动性质,把燃烧过程分为层流燃烧、紊流燃烧、 过渡燃烧。 二、简答题(共3题,每题8分,共24分) 1. 简述动力学燃烧、扩散燃烧和中间燃烧。 答:燃烧过程的速度受加热和化学反应速度的限制,叫动力学燃烧。3分 燃烧过程的速度受混合速度的限制,叫动力学燃烧。3分介于上述二者之间的燃烧过程属于中间燃烧。2分 2. 简述漩流数的概念。 答:无因次数群,s=Gφ/(G x.R)可以用来反映旋转射流的旋流强度,叫做旋流数。4分Gφ为角动量,G x轴向动量。4分

3. 简述点火的定义。 答:先是一小部分可燃混合物着火4分,然后靠燃烧的传播,使可燃混合物的其余部分达到着火燃烧。4分 三、计算题(共3题,每题12分,共36分) 1.某厂使用高炉和焦炉混合煤气,煤气温度为28℃,由化验室分析的煤气成分为: CO2 C2H4 O2 H2 CH4 CO N2 焦炉煤气 3.1 2.9 0.4 57.9 25.4 9.0 1.3 高炉煤气13.9 0.3 3.0 0.6 26.4 56.0 求:两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按3:7混合时,混合煤气的成分和发热量。(1m3干煤气吸收的水分重g=31.1) 答:(1)查表5得1m3干煤气吸收水分得重量为g=31.1 干煤气成分换算成湿成分:CO2湿=0.00124g CO2干/(1+0.00124 g CO2干)=2.79% 2分 成分焦炉煤气(%) 高炉煤气(%) CO2湿 2.98 13.38 C2H4湿 2.79 O2湿0.38 0.29 H2湿55.75 2.89 CH4湿24.45 0.38 CO湿8.66 25.39 N2湿 1.25 53.92 W 3.72 3.72 Σ100 100 焦炉煤气:Q低=30.2CO湿+25.8 H2湿+85.5CH4湿+ 141C2H4湿 =4212千卡/m32分 高炉煤气:Q低=30.2CO湿+25.8 H2湿+85.5CH4湿+ 141C2H4湿

燃烧焓的测定_物化实验

图1 量热氧弹 实验四 燃烧焓的测定 冷向星 2010011976 材03班(同组实验者:琦) 实验日期:2012-4-5 带实验的老师:春 1 引言 有机化合物的生成焓难以直接从实验中测定,然而有机化合物易于燃烧,含碳、氢和氧等三种元素的有机化合物完全燃烧时生成二氧化碳和水。从有机化合物燃烧的热效应数据也可以估算反应热效应。 通常燃烧焓在等容条件下测定(即称为“氧弹”的不锈钢容器中燃烧),所得数据为值,经换算后可得出值。 1.1实验目的 1.使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2.了解量热计的原理和构造,掌握其使用方法。 3.掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同,在反应过程中只做体积功而不做其它功时,化学反应吸收或放出的热量,称为此过程的热效应,通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作ΔC H m 。通常,C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ,因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p 。 在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行),这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V (即燃烧反应的摩尔燃烧能变ΔC U m )。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体,根据热力学推导,ΔC H m 和ΔC U m 的关系为: p V Q Q nRT =+? (1) 测量热效应的仪器称作量热计,量热计的种类很多,一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定,结构如图1。实验过程中外水套保持恒温,水桶与外水套之间以空气隔热。同时,还把水桶的外表面进行了电抛光。这样,水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一 个绝热系统。 将待测燃烧物质装入氧弹中,充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量 水的桶中,盖好外桶盖。以电控部分各开关控制搅拌并实现燃烧点火,用 热敏电阻作为测温元件,用电子自动平衡记录仪连续记录桶水温度的变化。 当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后,下式成立:

物化实验报告:燃烧热的测定_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(ΔU )。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(ΔH )。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 v +Δn 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—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: n T T C Q m V ) (12,-- = (2) 式中,Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol -1);n 为样品的摩尔数(mol);C 为仪器的总热容(J·K -1或J / oC)。上述公式是最理想、最简单的情况。

燃烧热的测定简答题

1、在氧弹里加10ml蒸馏水起什么作用? 在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2的氧化会产生热效应。生成NO、NO2等,NO+NO2+H2O=HNO2,而后利用NaOH溶液对其滴定,以扣除N2燃烧引起的放热,若不加入蒸馏水,灰烬落在氧弹内较难清洗,加入水后灰烬落入水中,也便于氧弹清洗。2、在实验中,哪些为体系?哪些为环境?实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗? 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。氧弹壳及环境恒温式量热计及内外筒内的水为环境。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,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,与体系、环境的材质有关;与体系、环境的接触界面积大小有关;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。 3、在环境恒温式量热计中,为什么内筒温度要比外筒温度低?低多少合适? 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。根据称样量范围,升温变化应在1.5~2度之间,所以选择起始水温低于环境1度左右,以减少因未采用绝热式热量计而引起的热辐射误差。 4、欲测定液体样品的燃烧热,你能想出测定方法吗? 采用药用胶囊装取液体试样装入氧弹进行测量。(计算时扣除胶囊的燃烧热)。 采用脱脂棉吸附液体试样方法。(计算时扣除脱脂棉的燃烧热)。 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。

工程燃烧学常考计算题

工程燃烧学常考计算题 1. 已知某烟煤的应用成分为: 成分 C H O N S A W % 76.32 4.08 3.64 1.61 3.80 7.55 3.00 计算: (1)理论空气需要量; (2)理论燃烧产物生成量; (3)烟气成分。 (计算时忽略空气中的水分,结果保留2位小数)。 解:该烟煤燃烧的理论空气需要量为 03181V 81.4290.213100181 76.328 4.08 3.80 3.641.4290.213100 Nm kg y y y y C H S O ??=++-? ????????+?+-? ?????=7.88 = 空气/燃料 各燃烧产物生成量: 2 322.4 1210076.3222.4121001.425m kg y CO C V =?=?= N / 2 322.4321003.8022.4 32100 0.027m kg y SO S V =?=? = N / 2322.42181004.08 3.0022.4 2181000.495m kg y y H O H W V ??=+? ?????=+? ???= N /

02 322.479281001001.6122.4797.88281001006.238m kg y N N V V =?+=?+?= N / 则理论燃烧产物生成量为: 2222 31.4250.0270.495 6.2388.19m kg y CO SO H O N V V V V V =+++=+++= N / 燃烧产物成分为 []22100 CO y V CO V = ? []22100 H O y V H O V = ? []22100N y V N V = ? []22100SO y V SO V = ? 代入数据得: []217.41CO =、[]2 6.05H O =、[]276.21N =、[]20.33SO = 2.某加热炉用天然气作燃料,其干成分为: 成分 CO 2 C 2H 4 O 2 H 2 CH 4 CO N 2 % 1.1 4.4 0.2 0.5 91.8 0.2 1.8 每立方米天然气中的水分为21克, 该加热炉天然气消耗量为1200立方米/小时,空气消耗系数为1.1。求: (1)天然气的湿成分。(结果保留两位小数) (2)该加热炉风机每小时的供风量(不计空气中的水分,结果保留整数) (3)燃烧产物生成量。(结果保留整数) (4)燃烧产物的成分。(结果保留两位小数)(每小题5分,共20分) 解:把干成分换算成湿成分 20.0012421 10.0012421 s H O ?= ?100=2.54 +? 22 2 100100 2.54 1.1 1.07100100 s s g H O CO CO --=?=?=

燃烧焓的测定-2006030027

燃烧焓的测定 吴大维 2006030027 生64 同组实验者:王若蛟 实验日期:2008年3月7日提交报告日期:2008年3月21日 助教:卢晋 1引言 1.1 实验目的 1.使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2.了解量热计的原理和构造,掌握其使用方法。 3.掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2 实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同,在反应过程中只做体积功而不做其它功时,化学反应吸收或放出的热量,称为此过程的热效应,通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作ΔC H m。通常,C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p,因此ΔC H m也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。 在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行),这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V(即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC U m)。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体,根据热力学推导,ΔC H m和ΔC U m的关系为: (1)式中,T为反应温度(K);ΔC H m为摩尔燃烧焓(J·mol-1);ΔC U m为摩尔燃烧内能变(J·mol-1);v B(g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数。产物取正值,反应物取负值。通过实验测得Q V值,根据上式就可计算出Q p,即燃烧焓的值ΔC H m。 测量热效应的仪器称作量热计,量热计的种类很多,一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定,结构如上图。

实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。同时,还把内水桶的外表面进行了电抛光。这样,内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一个绝热系统。 量热仪的外桶盖为提升式。将其向上提到限位高度,顺时针旋转约90度,便可停放住。点火电极的上电极触头、内水桶搅拌器及测温器件均固定在外桶盖上,当把桶盖旋转到适当位置降下时,它们便都处于预定位置。搅拌器的马达也固定在外桶盖上,其电源线及点火电极连线经桶盖内部与量热仪的电控部分连通。氧弹的另一极经弹杯、内水桶及外水套与电控部分连通。 将待测燃烧物质装入氧弹时,充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量水的内桶中,盖好外桶盖。以电控部分各开关控制搅拌并实现燃烧点火,用热敏电阻作为测温元件,用电子自动平衡记录仪连续记录内桶水温度的变化。 当温度变化不大时,可以认为热敏电阻阻值变化与温度变化成正比;当阻值变化不大时,电桥的不平衡电势U 与阻值变化成正比。所以U ∞?T 由于U 与记录仪的记录曲线峰高?h 成正比,故 ?T=a ?h (2) 式中a 为比例常数。设系统(包括所有内水桶中的物质)的热容C 为常数,则当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后,下式成立: B c B B m U C T Ca h K h M ??=?=?=?∑ (3) 式中:c B U ?--------物质B 的摩尔燃烧内能变,J ·mol -1 B m ---------物质B 的质量 ,kg B M ---------物质B 的摩尔质量 ,kg ·mol -1 C-----------系统热容,也称能当量或水当量 J ·K -1 K-----------仪器常数,J ·mm -1 h ?---------记录仪记录曲线峰高, mm 先燃烧已知燃烧焓的物质(如苯甲酸),标定仪器常数K ,再燃烧未知物质,便可由上式计算出摩尔燃烧内能变。 2 实验操作 2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图 实验仪器: GR3500型弹式量热计1套; 热敏电阻1支(约2k Ω); 大学化学实验计算机接口; 温度计1支; 2000ml ,1000ml 容量瓶各1个; 3000ml 装水盆1个; 镊子1把。 压片机、镍丝、棉线、万用表、台秤、分析天平、剪刀、尺子、氧气瓶功用。

燃烧热的测定

内容提要:本实验利用氧弹式热量计,以苯甲酸为标准 物,测量物质燃烧时系统温度随时间的变化曲线,经过雷 诺校正和相关计算,得到16.3℃,102.20 kPa下,热量计 的水当量为(1.87±0.07)×103 J?K?1,进而得到蔗糖的 燃烧热为(?16.4±0.1) kJ?g?1,与文献值比较误差为- 0.6 %。对实验的讨论给出了可能引起误差的原因,并说明 了雷诺校正的原理及意义。 1 引言(略) 2 实验部分 2.1 仪器和药品 GR 3500Ⅱ型氧弹式热量计,氧气钢瓶,压片机,SWC-Ⅱ D型温差测量仪,RF-K1型控制箱,数字万用表,秒表,分析天平(万分之一),电子天平(百分之一),研钵,容量瓶(1000 mL,2000 mL)。 镍丝,棉线,苯甲酸(分析纯),蔗糖(分析纯)。 2.2实验步骤 2.2.1 水当量的测量 取一段镍丝,称量其质量m1,紧缠于氧弹两电极上。取一段棉线,称量其质量m2。称取约1.0 g研磨过的苯甲酸,用专用压片机压片。用棉线绑住压片,称量总质量m3后置于燃烧皿中,棉线两端缠绕在镍丝上。 旋紧氧弹盖,充入约1 MPa氧气,随即放气。重复三次,最后充入1.0 MPa氧气。用数字万用表测得两电极间的电阻为12~15 Ω,符合要求。将氧弹放入热量器中。 从实验室中的水箱内取3000.0 mL水加入热量器内筒,关上热量器盖,插入温差测量仪探头,启动控制箱开始搅拌。待水温稳定上升后,将温差测量仪采零,开始计时,每隔30 s记录一次温差。10 min后点火,每15 s记录一次温差。待温差基本保持不变后停止计时。 停止搅拌,取出温差测量仪探头,打开盖子,取出氧弹,泄去废气,打开氧弹,取出剩余镍丝并称量其质量m4。 2.2.2 蔗糖燃烧热的测量 擦干氧弹内外壁和热量器内筒,清理燃烧皿中的残渣。用 2.2.1所述方法测量蔗糖的温差-时间变化曲线,进而计算燃烧热。

燃烧热的测定实验报告

浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告 实验名称:燃烧热的测定

一、 实验预习(30分) 1. 实验装置预习(10分)_____年____月____日 指导教师______(签字)成绩 2. 实验仿真预习(10分)_____年____月____日 指导教师______(签字)成绩 3. 预习报告(10分) 指导教师______(签字)成绩 (1) 实验目的 1.用氧弹量热计测定蔗糖的燃烧热。 2.掌握恒压燃烧热与恒容燃烧热的概念及两者关系。 3.了解氧弹量热计的主要结构功能与作用;掌握氧弹量热计的实验操作技术。 4.学会用雷诺图解法校正温度变化。 (2) 实验原理 标准燃烧热的定义是:在温度T 、参加反应各物质均处标准态下,一摩尔β相的物质B 在纯氧中完全燃烧时所放出的热量。所谓完全燃烧,即组成反应物的各元素,在经过燃烧反应后,必须呈显本元素的最高化合价。如C 经燃烧反应后,变成CO 不能认为是完全燃烧。只有在变成CO 2时,方可认为是完全燃烧。同时还必须指出,反应物和生成物在指定的温度下都属于标准态。如苯甲酸在298.15K 时的燃烧反应过程为: (液)(气)(气)(固)O H CO O COOH H C 22 256372 15 +?+ 由热力学第一定律,恒容过程的热效应Q v ,即ΔU 。恒压过程的热效应Q p ,即ΔH 。它们之间的相互关系如下: nRT Q Q V P ?+= (1) 或nRT U H ?+?=? (2) 其中Δn 为反前后气态物质的物质的量之差。R 为气体常数。T 为反应的绝对温度。本实验通过测定蔗糖完全燃烧时的恒容燃烧热,然后再计算出蔗糖的恒压燃烧ΔH 。在计算蔗糖的恒压

燃烧学习题答案

燃烧学习题答案: 第一章 1.解释下列基本概念: (1)燃烧:燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光或发烟的现象。 (2)火 灾:在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟:由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒,这时即形成“烟”。 (4)热容:在没有相变化和化学变化的条件下,一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热:化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热:在0.1013MPa 和指定温度下,1mol 某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值:单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值:可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是:放热、发光、发烟、伴有火焰。 3. 如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件,可以提出哪些防火和灭火方法? 可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素,要发生燃烧燃烧,可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度,点火源要有一定的温度和足够的热量。 根据燃烧条件,可以提出以下防火和灭火的方法: 防火方法:1.控制可燃物;2.隔绝空气;3.消除点火源 灭火方法:1.隔离法2.窒息法3.冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用?其危害性主要体现在哪几个方面? 除了CO2和H2O 外,烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面:1)毒害性;2)减光性3)爆炸性 9.试求出在p =1atm 、T=273K 下,1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。 3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、H-6.0%、O-37.0%、N-2.0%、W-9.0%,问在p =1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少? 3 22 ,0,045.4104.22323746124676.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??-+?=??-++?== -- kg m H W V N S C V V V V V air O H N SO CO yq /18.5100624.221009184.2245.479.01002284.2210046124.2210024.22100184.2279.0100284.22100324.22100124.223,0,0,0,02222=?+?+?+?+?=?+?++?+?+?= +++= 11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在1.5atm 、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。(空气消耗系数数取1.5)

燃烧热的测定实验报告

实验二 燃烧热的测定 一、目的要求 1.用氧弹量热计测定萘的燃烧热。 2.了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。 二、实验原理 1摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。所谓完全氧化是指C 变为CO 2(气),H 变为H 2O(液),S 变为SO 2(气),N 变为N 2(气),如银等金属都变成为游离状态。 例如:在25℃、1.01325×105Pa 下苯甲酸的燃烧热为-3226.9kJ/mol ,反应方程式为: 1.01325105165222225C H COOH()+7O ()7CO H O Pa s g g l ??????→℃ ()+3() 3226.9kJ/mol c m H O ?=- 对于有机化合物,通常利用燃烧热的基本数据求算反应热。燃烧热可在恒容或恒压条件下测定,由热力学第一定律可知:在不做非膨胀功的情况下,恒容燃烧热V Q U =?,恒压燃烧热p Q H =?。在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为Q V ,而通常从手册上查得的数据为Q p ,这两者可按下列公式进行换算 ()p V Q Q RT n g =+? (2-1) 式中,Δn(g)——反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差; R ——气体常数; T ——反应温度,用绝对温度表示。 通常测定物质的燃烧热,是用氧弹量热计,测量的基本原理是能量守恒定律。一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时,所释放的热

量使氧弹本身及其周围的介质和量热计有关附件的温度升高,测量介质在燃烧前后温度的变化值T ?,就能计算出该样品的燃烧热。 ()V W W Q Q C W C M + =+样品 21总铁丝铁丝水水(T -T ) (2-2) 式中,W 样品,M ——分别为样品的质量和摩尔质量; Q V ——为样品的恒容燃烧热; W 铁丝,铁丝Q ——引燃用的铁丝的质量和单位质量的燃烧热 (-16.69kJ g Q =?铁丝); C W 水水,——分别为水的比热容和水的质量; C 总——是量热计的总热容(氧弹、水桶每升高1K ,所需的总 热量); 21T T -——即T ?,为样品燃烧前后水温的变化值。 若每次实验时水量相等,对同一台仪器C 总不变,则(C W C +总水水)可视为定值K ,称为量热计的水当量。 水当量K 的求法是:用已知燃烧热的物质(本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧,测其始末温度,求出T ?,便可据式2-2求出K 。 三、仪器和药品 1.仪器 SHR-15氧弹量热计1台;SWC-ⅡD 精密温度温差仪1台;压片机 1台;充氧器1台;氧气钢瓶1个。部分实验仪器如图2.1和图2.2所示。

燃烧热的测定

题目:燃烧热的测定学院名称:化学与环境工程学院专业:化学工程与工艺班级:14化工2 学号:2014333222 姓名:刘磊 指导老师:陈旭红 二〇一六年十一月

目录 一目的要求、实验原理·········3~4页二仪器试剂、实验步骤·········5~6页三数据处理、结果讨论·········6~9页四其他·········9~10页

燃烧热的测定 关键词:燃烧热、雷诺温度校正图 一目的要求 1、掌握燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系; 2、熟悉热量计中主要部件的原理和作用,掌握氧弹热量计的实验技术; 3、用氧弹热量计测定苯甲酸和蔗糖的燃烧热; 4、学会雷诺图解法校正温度改变值。 二基本原理 1、燃烧与量热 根据热化学的定义,1mol物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。所谓完全氧化,对燃烧产物有明确规定。如有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为是完全氧化,只有氧化成二氧化碳才是完全氧化。 燃烧热的测定,除了有其实际应用价值外,还可以用于求算化合物的生成热、键能等。 量热法是热力学的一种基本实验方法。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,Qv等于体积内能变化ΔU;Qp等于其焓变ΔH。若参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理,则它们之间存在以下关系: ΔH=ΔU+Δ(PV) Qp=Qv+ΔnRT 式中Δn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。 热量计的种类很多,本实验所用的氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。氧弹热量计测量装置如图1所示,图2是氧弹的剖面图。

燃烧热的测定 实验报告

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 摩尔燃烧焓?c H m 恒容燃烧热Q V ?r H m = Q p ?r U m = Q V 对于单位燃烧反应,气相视为理想气体 ?c H m = Q V +∑νB RT=Q V +△n(g)RT 氧弹中 放热(样品、点火丝)=吸热(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 ε-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

三、仪器及设备 标准物质:苯甲酸待测物质:萘 氧弹式量热计 1-恒热夹套2-氧弹3-量热容器4-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

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,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1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。 (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

有机物燃烧焓的测定。实验报告

有机物燃烧焓的测定 一.实验目的 1.明确燃烧焓的定义,了解恒压热效应与恒容热效应的关系。 2.掌握有关热化学实验的一般知识和技术。 3.用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓。 二.实验原理 热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓,记作ΔC H m 。通常,C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ,因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p,m 。 在适当的条件下,许多有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定它们的燃烧焓创造了有利条件。 在实际测量中,燃烧反应常在恒容条件下进行,如在弹式量热计中进行,这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V (即燃烧反应的热力学能变ΔC U )。若将应系统中的气体物质视为理想气体,根据热力学推导可得ΔC H m 和ΔC U m 的关系为: )(g RT U H B B m c m c ν∑+?=? 或 )(,,g RT Q Q B B m v m p ν∑== (1) 式中,T 为反应温度(K);ΔC H m 为摩尔燃烧焓(J·mol -1);ΔC U m 为摩尔燃烧热力学能变(J·mol -1 );v B (g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数,规定生产物取正值,反应物取负值。 通过实验测得Q V,m (J·mol -1 )值,根据上式就可计算出Q p,m (J·mol -1 ),即燃烧焓的值ΔC H m 。 本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。量热计结构如图1所示,氧弹结构如图2所示。 实 验中,设质量为m a (g )的待测物质(恒容燃烧热为Q v,m )和质量为m b (g )的点火丝(恒容燃烧热为q ,J·g -1 )在氧弹中燃烧,放出的热可使质量为w m 的水(比热容为c w ,J·K -1 ·g -1 )及量热器本身(热容为C m ,J·K -1)的温度由T 1升高到T 2,则根据能量守恒定律可得到热平衡关系 )()]().[(1212,T T K T T w c C m q M m Q m w m b a m -?=-?+-=?+? ν (2) 式中,M 为该待测物的摩尔质量;规定系统放热时Q 取负数;K= -( C m +c w · w m ),同一套仪器、当内筒中的水量一定时,K 值恒定,称K 为仪器常数或水当量(J·K -1 ),常用已知燃烧热值Q v 的苯甲酸来测定。求

《工程燃烧学》试卷B答案及评分标准

《工程燃烧学》试卷B 卷参考答案及评分标准 一、 选择题(22小题共44分) 评分标准:每小题2分,答对得分,答错不得分 二、 简答题(4小题,每小题5分,共20分) 1、答:W :在110°C 加热前后测量煤样质量,减少量即为水分量。除以煤初始质量即得水分百分含量 …2分 V :在850°C 干馏前后测量干燥煤样质量,减少量即为挥发分质量。除以煤初始质量即得挥发分百分含量 …2分 F :测量燃烧前后焦块质量,减少量即为固定碳质量,除以煤初始质量即得固定碳百分含量 …1分 A :燃烧后剩下的即为灰分,测量其质量,除以煤初始质量即得灰分的百分含量。…2分 2、答:1)辛烷值是衡量汽油在汽缸内抗爆震燃烧能力的一种数字指标,其值高表示抗爆性好。 …2分 2)不对。 …1分 90#汽油指该汽油的抗爆震性能与含异辛烷体积百分数为90%的标准燃料相同。该标准燃料由异辛烷和正庚烷混合而成 ………2分 3、定义:射流在离开喷嘴前先强迫流体作旋转运动,它从喷嘴喷出后便会边旋转边向前运动,这就是旋转射流,简称旋流。 ………2分 用旋流数S 来表示旋流强度。 ………3分 4、答:碳是固体,它的燃烧是固体和气体之间进行的异相化学反应,包括扩散、吸附和化学反应,进行五个连续的步骤: (1)氧气扩散到碳表面;(2)扩散到固体表面的气体(或氧气)须被碳表面所吸附;(3)吸附的气体和碳表面进行化学反应,形成吸附后的生成物;(4)吸附后的生成物从碳表面上解吸;(5)解吸后的气体生成物扩散离开碳表面。 ………3分 影响因素:碳的燃烧反应速度主要取决于反应温度和焦炭的活性;而碳粒的大小、表面特性以及与气流的相对运动等决定了扩散吸附等物理过程的快慢。 ………2分 三、 计算题(2小题共16分) 评分标准:每小题8分,按正确的计算步骤给分 1、解:(1)理论空气需要量 ………..1分 2 0,301115( 6.85756.1)2210020.940.210.21 O L L m ??+?+?== =x G s G R Φ =?

燃烧热的测定

燃烧热的测定 预习题: 1. 什么是燃烧热?其终极产物是什么? 2. 实验测仪器常数采用什么样的办法?水当量是什么含义? 3. 氧弹式热量计测燃烧热的简单原理?主要测量误差是什么?如何求Q p ? 4. 为什么说高精度的燃烧热数据较之生成热数据更显得必要? 一、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相互关系。 2. 熟悉氧弹量热计的构造、工作原理及测量方法。 3.学会应用雷诺图解法校正温度改变值。 二、实验原理 燃烧热是指1摩尔物质在等温、等压下与氧气进行完全氧化时的焓变。“完全氧化”的意思是指化合物中的元素生成较稳定的氧化物,如碳被氧化成CO 2(气),氢被氧化成H 2O(液)等。燃烧焓是热化学中重要的基本数据,因为许多有机化合物的标准摩尔生成焓都可通过盖斯定律由它的标准摩尔燃烧焓及二氧化碳和水的标准摩尔生成焓求得。通过燃烧焓的测定,还可以判断工业用燃料的质量等。 在非体积功为 零的情况下,物质的燃烧焓以物质燃烧时的热效应(燃烧热)来表示:即△C H m =Q P ,m ,因此,测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等温、等压下的燃烧热。 量热法是热力学实验的一个基本方法。测定燃烧热可以在等容条件下,亦可以在等压条件下进行。等压燃烧热(Q P )与等容燃烧热(Q V )之间的关系为: RT V n Q Q g g V p ∑??+=ξ (2-1)

式中∑νg 为气体物质化学计量数的代数和;Δξ为反应进度增量,Q P 或Q V 为反应物质的量为Δξ时的反应热,Δn(g)为该反应前后气体物质的物质的量变化,T 为反应的绝对温度。 测量原理是能量守恒定律,样品完全燃烧放出的能量使量热计本身及周围介质温度升高,测量出介质燃烧前后温度的变化,就可以求算该样品的恒容燃烧热。 其关系如下: T C Q V V ?-= (2-2) 式中负号是指系统放出热量,放热时系统内能降低,C V 、T 均为正值。 系统除样品燃烧放出热量引起系统温度升高以外,其他因素:燃烧丝的燃烧,氧弹内N 2和O 2化合并溶于水中形成硝酸等都会引起系统温度变化,因此在计算水当量及发热量时,这些因素必须进行校正,校正值如下: (1) 燃烧丝的校正:Cu-Ni 合金丝:-3.138J·cm -1 (2) 酸形成的校正:(本实验此因素忽略) 校正后的关系式为:Q V -W-3.138L= -K △T (2-3) Q V :样品恒容燃烧热(J·g -1) W :样品的质量(g ) L :燃烧丝的长度(cm ) K :量热计的水当量 量热计的水当量K 一般用纯净苯甲酸的燃烧热来标定,苯甲酸的燃烧热Q V =-26460 J·g -1 为了保证样品燃烧完全,氧弹中必须充足高压氧气。因此要求氧弹密封、耐高压、耐腐蚀。同时,粉末样品必须压成片状,以免冲气时冲散样品使燃烧不完全,而引起实验误差,完全燃烧是实验成功的第一步,第二步还必须使燃烧后放出的的热量不散失,不与周围环境发生热交换,全部传递给量热计本身和其中的盛水,使量热计和水的温度升高,为了减少量热计与环境的热交换,量热计放在一恒温的套壳中,故称环境恒温或外壳恒温量热计。量热计须高度抛光,也是为了减少热辐射,量热计和套壳中间有一层挡屏,以减少空气的对流。虽然如此,热漏还是无法避免,因此燃烧前后温度变化的测量值必须经过雷诺作图法校正。其校正方法如下: 称适量待测物质,使燃烧后水温升高1.5-2.0℃,预先调节水温低于环境温度0.5-1.0℃,然后将燃烧前后历次观察的水温对时间作图,连成FHID 折线,见图10-3, J 温度 J 温度 时间 图10-3 图10-4 图中H 相当于开始燃烧之点,D 为观察到的最高温度读数点,作一平行线JI 交折线于I ,过I 点作垂线ab ,然后将FH 线和GD 线外延交ab 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△T 。图中AA′为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t 1内,由环境辐射和搅拌引进的能量而造成量热计温度的升高,必须扣除。CC′为温度由室温升高到最高点D 这一段时间△t 2内量热计向环境辐射出能量而造成量热计温度的降低,因此需要添加上。由此可见,AC 两点的温度差较客观地表示了由于样品燃烧促使温度计升高的数值,有时量热计的绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率大,不断稍微引进能量使的燃烧后的最高点不出现,这种情况下△T 仍然可以按照同法校正,见图10-4。

燃烧热的测定实验报告

燃烧热实验报告 一、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。 二、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(Q v,m ),恒容燃烧热这个过程的内能变化(Δ r U m )。在恒压条 件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p,m ),恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化 (Δ r H m )。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,m =Q v,m +ΔnRT (1) 本实验采用氧弹式量热计测量萘的燃烧热。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。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,而必须经过雷诺矫正作图法进行校正。 放出热(样品+点火丝)=吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—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,

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