水的比汽化熱的測定實驗的研究

尹勝+吳建忠+向紹純

摘 要：對水的比汽化熱的測定實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

關鍵詞：比汽化熱 ?結果偏小 ?系統(tǒng)誤差

中圖分類號：O4-34 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0024-02

水的比汽化熱的測定是我校大學物理實驗課程的一個必修熱學實驗，在這幾年的教學中，發(fā)現(xiàn)很多學生的實驗數(shù)據(jù)有較大的誤差，誤差在5%～10%范圍內(nèi)的很普遍，超過10%的也不少;并且結果偏小的幾率遠大于偏大的幾率。教師試做時也常有誤差超出10%的情況。該文對該實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

1 實驗原理、儀器和方法

該實驗通過測量水蒸汽充入水中凝結時放出的熱量來間接地測量水的比汽化熱。采用混合法，在量熱器的內(nèi)杯中裝入質(zhì)量為的水，鋁質(zhì)的內(nèi)杯和攪拌器的質(zhì)量為，水和內(nèi)杯、攪拌器的初溫為，然后往水中通入質(zhì)量為、溫度為的水蒸汽，最終達到平衡溫度，忽略系統(tǒng)與周圍環(huán)境的熱交換，由熱平衡方程可導出水的比汽化熱。

（1）

式中為水的比熱容，為鋁的比熱容。

實驗儀器是FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀（上海復旦天欣科教儀器有限公司生產(chǎn)），示意圖如圖1所示。儀器的特點是：蒸汽的通路中沒有蒸汽過濾器，蒸汽先通過一根較短的玻璃管，再通過一根長約20 cm的橡膠管直接充入水中，通路較短;使用集成電路溫度傳感器AD590代替水銀溫度計;電爐的功率可以調(diào)節(jié)。

自編教材[1]中的實驗方法與說明書介紹的方法基本相同，但更強調(diào)抵償法的應用，也就是充汽前用冰水調(diào)低初溫到低于室溫5～8℃，但不能低于露點，充汽后平衡溫度高于室溫5～8℃，控制充汽時間使得、和室溫的差的絕對值大致相等。詳細的實驗儀器和方法介紹可參考復旦大學陳俊逸等的論文“水的比汽化熱測量裝置的改進”[2]，該論文中介紹的方法與說明書基本相同，數(shù)據(jù)與說明書中的數(shù)據(jù)完全相同。

2 實驗結果和討論

2.1 實驗數(shù)據(jù)和結果

筆者、兩位同事和說明書上的數(shù)據(jù)及結果如表1所示，取l00℃，的單位為“”，水在時比汽化熱的公認值為。從表1可以看出12次實驗中誤差在5～10%范圍內(nèi)的有4次，超過10%的有3次，可見結果的離散性很大。還有一個不容忽視的特點，即每次實驗的結果都比公認值小。

2.2 導致結果偏小的主要誤差因素

影響本實驗結果的誤差因素較多，有些使結果偏小，有些使結果偏大。例如，充汽過程中攪拌時濺出了水，膠管、溫度傳感器帶出了水，使得測出的水蒸汽質(zhì)量偏小，導致比汽化熱的測量結果偏大。但是，表1中12次實驗的結果都比公認值小，說明存在導致結果偏小較多的系統(tǒng)誤差，下面討論導致結果偏小的誤差因素中哪些是主要因素。

（1）沒有很好地應用抵償法，通汽時間偏長，致使熱量散失較多。

這種情況在實驗中很容易發(fā)生。說明書中介紹，編號為12的實驗較好地應用了抵償法，誤差很小，而編號10和11的實驗沒有很好地應用抵償法，誤差相對較大。同事2的三次實驗的數(shù)據(jù)也支持這一結論，但是筆者和同事1的數(shù)據(jù)并不支持這一結論。筆者認為，量熱器的內(nèi)杯與外杯之間采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料進行絕熱，量熱器的蓋子加工精度較高，只要充汽時間不太久（一般充汽時間只有約1 min），對實驗結果影響不大。

（2）忽略溫度傳感器吸收的熱量。

該實驗用AD590代替水銀溫度計，其體積很小，溫度升高約12度吸收的熱量是可以忽略的。說明書和陳俊逸等的論文[2]中介紹，經(jīng)過傳感器吸收熱量修正后編號為10、11、12的三次實驗的誤差分別為3.1%、3.6%和0.4%，影響不大。

（3）水蒸汽經(jīng)過一段管道，充入水中時溫度低于100℃，而計算時取100℃。

經(jīng)實測管道出口處水蒸汽的溫度最高可以達到99.7 ℃，這是因為本實驗所用儀器的輸汽管道較短。因此這一因素對實驗結果影響很小。

（4）調(diào)水溫時把保溫杯中的冰塊加入到內(nèi)杯中，冰塊未全部融化就充入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（5）水未沸騰就通入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（6）通汽管道帶入水滴。

這主要是指蒸汽通過管道時在管道內(nèi)壁凝結成水滴流入內(nèi)杯。自編教材和說明書都忽略了這一因素。筆者的修正方法是：在相同條件下用容器（例如量熱器內(nèi)杯）接取實驗時充汽過程相同時間內(nèi)產(chǎn)生的水滴，稱出其質(zhì)量，按下式進行修正

（2）

操作時注意了以下幾點：①把內(nèi)杯放在膠管下端距端口約30 cm處。如果內(nèi)杯距膠管端口太近，甚至膠管下端伸入內(nèi)杯內(nèi)，從膠管中噴出的蒸汽會在內(nèi)杯的內(nèi)表面凝結。②在容器中裝入大半杯常溫下的水。這樣從膠管滴下的水不會因溫度高而快速蒸發(fā)，并且內(nèi)杯和水的質(zhì)量大了可以減小用電子天平稱量的誤差。③每次接水滴1 min，接完并稱量后，并不是緊接著再接水滴，而是模擬實際做實驗時的情況，打開燒瓶的瓶塞，5 min后再塞上瓶塞第二次接水滴，這時膠管的溫度已下降到跟室溫接近。

重復接水滴5次，使用分辨率為0.01 g的電子天平測得分別為0.18 g、0.16 g、0.20 g、0.10 g和0.33 g。取平均值0.194 g對編號為1、2、3的三次實驗結果進行修正，修正后的誤差分別為-3.5%、 ? -1.7%和-1.7%，誤差的絕對值大大減小。這說明通汽管道帶入水滴是造成本實驗結果偏小的主要因素，不能忽略。但同時，5個數(shù)值的離散性也非常大，這是因為水滴并不是均勻地滴下，間隔的時間并不大致相等，時快時慢，具有較大的偶然性。因此，上述修正方法并不嚴謹，如果只接取水滴1次，偶然性的因素太大。而增加次數(shù)需要較長時間，如重復5次需時約30 min，課堂操作時間不允許，并且用多次接取水滴質(zhì)量的平均值來對某次實驗的結果進行修正同樣是不恰當?shù)摹?/p>

除了蒸汽凝結成水滴流入內(nèi)杯之外，通汽管道帶入水滴還包括下面三種情況：一是加熱時燒瓶中的水有時會過激沸騰進入玻璃管，流入內(nèi)杯中。雖然加熱電爐的功率可以調(diào)節(jié)，學生實驗中偶爾也會出現(xiàn)這種情況。這種情況進入玻璃管中的水的質(zhì)量無從得知，不能修正，因而遇到這種情況應該重做。二是往燒瓶中加水時水很容易進入燒瓶里面的玻璃管和橡皮管，粘附在管壁上，粘附的水滴雖然不多，但是其溫度接近于室溫，不同于蒸汽凝結成的水滴的溫度接近100℃。三是完成一次充汽后打開燒瓶的瓶塞停止充汽，這時管壁上同樣會殘留水滴，第二次充汽時殘留水滴的溫度也下降到跟室溫接近。

3 結語

FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀對傳統(tǒng)儀器的蒸汽通路進行了改造，舍去了蒸汽過濾器，縮短了蒸汽的通路，結構緊湊，操作也較方便;但是沒有解決通汽管道帶入水滴的不足，這對實驗結果產(chǎn)生了較大的影響。筆者認為沒有必要改回傳統(tǒng)實驗裝置—— 在蒸汽的通路中接入蒸汽過濾器，因為燒瓶中的水過激沸騰的情況非常少，而從蒸汽過濾器到量熱器的那部分管道仍然會帶入水滴。為了解決通汽管道帶入水滴的問題，文獻[3]在傳統(tǒng)儀器的基礎上進行改進，巧妙地增加一些裝置，取得了很好的效果，但儀器結構變得更為復雜，實驗操作也不太方便。筆者認為可以對FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀稍加改造，在通汽管道外面增加保溫層;因為蒸汽向外界散失熱量才會凝結成水滴，如果能做到有效保溫，將會大大減少水滴的生成，從而減小實驗誤差。

參考文獻

[1] 吳建忠，舒象喜，尹勝，等.大學物理實驗[M].成都：西南交通大學出版社，2010：145-148.

[2] 陳俊逸，陸申龍.水的比汽化熱測量裝置的改進[J].大學物理，2004，23（1）：41-43.

[3] 胡平亞.水的汽化熱測定實驗的改進[J].物理實驗，1990，58（6）：256-257，264.

摘 要：對水的比汽化熱的測定實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

關鍵詞：比汽化熱 ?結果偏小 ?系統(tǒng)誤差

中圖分類號：O4-34 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0024-02

水的比汽化熱的測定是我校大學物理實驗課程的一個必修熱學實驗，在這幾年的教學中，發(fā)現(xiàn)很多學生的實驗數(shù)據(jù)有較大的誤差，誤差在5%～10%范圍內(nèi)的很普遍，超過10%的也不少;并且結果偏小的幾率遠大于偏大的幾率。教師試做時也常有誤差超出10%的情況。該文對該實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

1 實驗原理、儀器和方法

該實驗通過測量水蒸汽充入水中凝結時放出的熱量來間接地測量水的比汽化熱。采用混合法，在量熱器的內(nèi)杯中裝入質(zhì)量為的水，鋁質(zhì)的內(nèi)杯和攪拌器的質(zhì)量為，水和內(nèi)杯、攪拌器的初溫為，然后往水中通入質(zhì)量為、溫度為的水蒸汽，最終達到平衡溫度，忽略系統(tǒng)與周圍環(huán)境的熱交換，由熱平衡方程可導出水的比汽化熱。

（1）

式中為水的比熱容，為鋁的比熱容。

實驗儀器是FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀（上海復旦天欣科教儀器有限公司生產(chǎn)），示意圖如圖1所示。儀器的特點是：蒸汽的通路中沒有蒸汽過濾器，蒸汽先通過一根較短的玻璃管，再通過一根長約20 cm的橡膠管直接充入水中，通路較短;使用集成電路溫度傳感器AD590代替水銀溫度計;電爐的功率可以調(diào)節(jié)。

自編教材[1]中的實驗方法與說明書介紹的方法基本相同，但更強調(diào)抵償法的應用，也就是充汽前用冰水調(diào)低初溫到低于室溫5～8℃，但不能低于露點，充汽后平衡溫度高于室溫5～8℃，控制充汽時間使得、和室溫的差的絕對值大致相等。詳細的實驗儀器和方法介紹可參考復旦大學陳俊逸等的論文“水的比汽化熱測量裝置的改進”[2]，該論文中介紹的方法與說明書基本相同，數(shù)據(jù)與說明書中的數(shù)據(jù)完全相同。

2 實驗結果和討論

2.1 實驗數(shù)據(jù)和結果

筆者、兩位同事和說明書上的數(shù)據(jù)及結果如表1所示，取l00℃，的單位為“”，水在時比汽化熱的公認值為。從表1可以看出12次實驗中誤差在5～10%范圍內(nèi)的有4次，超過10%的有3次，可見結果的離散性很大。還有一個不容忽視的特點，即每次實驗的結果都比公認值小。

2.2 導致結果偏小的主要誤差因素

影響本實驗結果的誤差因素較多，有些使結果偏小，有些使結果偏大。例如，充汽過程中攪拌時濺出了水，膠管、溫度傳感器帶出了水，使得測出的水蒸汽質(zhì)量偏小，導致比汽化熱的測量結果偏大。但是，表1中12次實驗的結果都比公認值小，說明存在導致結果偏小較多的系統(tǒng)誤差，下面討論導致結果偏小的誤差因素中哪些是主要因素。

（1）沒有很好地應用抵償法，通汽時間偏長，致使熱量散失較多。

這種情況在實驗中很容易發(fā)生。說明書中介紹，編號為12的實驗較好地應用了抵償法，誤差很小，而編號10和11的實驗沒有很好地應用抵償法，誤差相對較大。同事2的三次實驗的數(shù)據(jù)也支持這一結論，但是筆者和同事1的數(shù)據(jù)并不支持這一結論。筆者認為，量熱器的內(nèi)杯與外杯之間采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料進行絕熱，量熱器的蓋子加工精度較高，只要充汽時間不太久（一般充汽時間只有約1 min），對實驗結果影響不大。

（2）忽略溫度傳感器吸收的熱量。

該實驗用AD590代替水銀溫度計，其體積很小，溫度升高約12度吸收的熱量是可以忽略的。說明書和陳俊逸等的論文[2]中介紹，經(jīng)過傳感器吸收熱量修正后編號為10、11、12的三次實驗的誤差分別為3.1%、3.6%和0.4%，影響不大。

（3）水蒸汽經(jīng)過一段管道，充入水中時溫度低于100℃，而計算時取100℃。

經(jīng)實測管道出口處水蒸汽的溫度最高可以達到99.7 ℃，這是因為本實驗所用儀器的輸汽管道較短。因此這一因素對實驗結果影響很小。

（4）調(diào)水溫時把保溫杯中的冰塊加入到內(nèi)杯中，冰塊未全部融化就充入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（5）水未沸騰就通入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（6）通汽管道帶入水滴。

這主要是指蒸汽通過管道時在管道內(nèi)壁凝結成水滴流入內(nèi)杯。自編教材和說明書都忽略了這一因素。筆者的修正方法是：在相同條件下用容器（例如量熱器內(nèi)杯）接取實驗時充汽過程相同時間內(nèi)產(chǎn)生的水滴，稱出其質(zhì)量，按下式進行修正

（2）

操作時注意了以下幾點：①把內(nèi)杯放在膠管下端距端口約30 cm處。如果內(nèi)杯距膠管端口太近，甚至膠管下端伸入內(nèi)杯內(nèi)，從膠管中噴出的蒸汽會在內(nèi)杯的內(nèi)表面凝結。②在容器中裝入大半杯常溫下的水。這樣從膠管滴下的水不會因溫度高而快速蒸發(fā)，并且內(nèi)杯和水的質(zhì)量大了可以減小用電子天平稱量的誤差。③每次接水滴1 min，接完并稱量后，并不是緊接著再接水滴，而是模擬實際做實驗時的情況，打開燒瓶的瓶塞，5 min后再塞上瓶塞第二次接水滴，這時膠管的溫度已下降到跟室溫接近。

重復接水滴5次，使用分辨率為0.01 g的電子天平測得分別為0.18 g、0.16 g、0.20 g、0.10 g和0.33 g。取平均值0.194 g對編號為1、2、3的三次實驗結果進行修正，修正后的誤差分別為-3.5%、 ? -1.7%和-1.7%，誤差的絕對值大大減小。這說明通汽管道帶入水滴是造成本實驗結果偏小的主要因素，不能忽略。但同時，5個數(shù)值的離散性也非常大，這是因為水滴并不是均勻地滴下，間隔的時間并不大致相等，時快時慢，具有較大的偶然性。因此，上述修正方法并不嚴謹，如果只接取水滴1次，偶然性的因素太大。而增加次數(shù)需要較長時間，如重復5次需時約30 min，課堂操作時間不允許，并且用多次接取水滴質(zhì)量的平均值來對某次實驗的結果進行修正同樣是不恰當?shù)摹?/p>

除了蒸汽凝結成水滴流入內(nèi)杯之外，通汽管道帶入水滴還包括下面三種情況：一是加熱時燒瓶中的水有時會過激沸騰進入玻璃管，流入內(nèi)杯中。雖然加熱電爐的功率可以調(diào)節(jié)，學生實驗中偶爾也會出現(xiàn)這種情況。這種情況進入玻璃管中的水的質(zhì)量無從得知，不能修正，因而遇到這種情況應該重做。二是往燒瓶中加水時水很容易進入燒瓶里面的玻璃管和橡皮管，粘附在管壁上，粘附的水滴雖然不多，但是其溫度接近于室溫，不同于蒸汽凝結成的水滴的溫度接近100℃。三是完成一次充汽后打開燒瓶的瓶塞停止充汽，這時管壁上同樣會殘留水滴，第二次充汽時殘留水滴的溫度也下降到跟室溫接近。

3 結語

FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀對傳統(tǒng)儀器的蒸汽通路進行了改造，舍去了蒸汽過濾器，縮短了蒸汽的通路，結構緊湊，操作也較方便;但是沒有解決通汽管道帶入水滴的不足，這對實驗結果產(chǎn)生了較大的影響。筆者認為沒有必要改回傳統(tǒng)實驗裝置—— 在蒸汽的通路中接入蒸汽過濾器，因為燒瓶中的水過激沸騰的情況非常少，而從蒸汽過濾器到量熱器的那部分管道仍然會帶入水滴。為了解決通汽管道帶入水滴的問題，文獻[3]在傳統(tǒng)儀器的基礎上進行改進，巧妙地增加一些裝置，取得了很好的效果，但儀器結構變得更為復雜，實驗操作也不太方便。筆者認為可以對FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀稍加改造，在通汽管道外面增加保溫層;因為蒸汽向外界散失熱量才會凝結成水滴，如果能做到有效保溫，將會大大減少水滴的生成，從而減小實驗誤差。

參考文獻

[1] 吳建忠，舒象喜，尹勝，等.大學物理實驗[M].成都：西南交通大學出版社，2010：145-148.

[2] 陳俊逸，陸申龍.水的比汽化熱測量裝置的改進[J].大學物理，2004，23（1）：41-43.

[3] 胡平亞.水的汽化熱測定實驗的改進[J].物理實驗，1990，58（6）：256-257，264.

摘 要：對水的比汽化熱的測定實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

關鍵詞：比汽化熱 ?結果偏小 ?系統(tǒng)誤差

中圖分類號：O4-34 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0024-02

水的比汽化熱的測定是我校大學物理實驗課程的一個必修熱學實驗，在這幾年的教學中，發(fā)現(xiàn)很多學生的實驗數(shù)據(jù)有較大的誤差，誤差在5%～10%范圍內(nèi)的很普遍，超過10%的也不少;并且結果偏小的幾率遠大于偏大的幾率。教師試做時也常有誤差超出10%的情況。該文對該實驗誤差較大的原因進行了研究，重點探討了使結果偏小的主要系統(tǒng)誤差。

1 實驗原理、儀器和方法

該實驗通過測量水蒸汽充入水中凝結時放出的熱量來間接地測量水的比汽化熱。采用混合法，在量熱器的內(nèi)杯中裝入質(zhì)量為的水，鋁質(zhì)的內(nèi)杯和攪拌器的質(zhì)量為，水和內(nèi)杯、攪拌器的初溫為，然后往水中通入質(zhì)量為、溫度為的水蒸汽，最終達到平衡溫度，忽略系統(tǒng)與周圍環(huán)境的熱交換，由熱平衡方程可導出水的比汽化熱。

（1）

式中為水的比熱容，為鋁的比熱容。

實驗儀器是FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀（上海復旦天欣科教儀器有限公司生產(chǎn)），示意圖如圖1所示。儀器的特點是：蒸汽的通路中沒有蒸汽過濾器，蒸汽先通過一根較短的玻璃管，再通過一根長約20 cm的橡膠管直接充入水中，通路較短;使用集成電路溫度傳感器AD590代替水銀溫度計;電爐的功率可以調(diào)節(jié)。

自編教材[1]中的實驗方法與說明書介紹的方法基本相同，但更強調(diào)抵償法的應用，也就是充汽前用冰水調(diào)低初溫到低于室溫5～8℃，但不能低于露點，充汽后平衡溫度高于室溫5～8℃，控制充汽時間使得、和室溫的差的絕對值大致相等。詳細的實驗儀器和方法介紹可參考復旦大學陳俊逸等的論文“水的比汽化熱測量裝置的改進”[2]，該論文中介紹的方法與說明書基本相同，數(shù)據(jù)與說明書中的數(shù)據(jù)完全相同。

2 實驗結果和討論

2.1 實驗數(shù)據(jù)和結果

筆者、兩位同事和說明書上的數(shù)據(jù)及結果如表1所示，取l00℃，的單位為“”，水在時比汽化熱的公認值為。從表1可以看出12次實驗中誤差在5～10%范圍內(nèi)的有4次，超過10%的有3次，可見結果的離散性很大。還有一個不容忽視的特點，即每次實驗的結果都比公認值小。

2.2 導致結果偏小的主要誤差因素

影響本實驗結果的誤差因素較多，有些使結果偏小，有些使結果偏大。例如，充汽過程中攪拌時濺出了水，膠管、溫度傳感器帶出了水，使得測出的水蒸汽質(zhì)量偏小，導致比汽化熱的測量結果偏大。但是，表1中12次實驗的結果都比公認值小，說明存在導致結果偏小較多的系統(tǒng)誤差，下面討論導致結果偏小的誤差因素中哪些是主要因素。

（1）沒有很好地應用抵償法，通汽時間偏長，致使熱量散失較多。

這種情況在實驗中很容易發(fā)生。說明書中介紹，編號為12的實驗較好地應用了抵償法，誤差很小，而編號10和11的實驗沒有很好地應用抵償法，誤差相對較大。同事2的三次實驗的數(shù)據(jù)也支持這一結論，但是筆者和同事1的數(shù)據(jù)并不支持這一結論。筆者認為，量熱器的內(nèi)杯與外杯之間采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料進行絕熱，量熱器的蓋子加工精度較高，只要充汽時間不太久（一般充汽時間只有約1 min），對實驗結果影響不大。

（2）忽略溫度傳感器吸收的熱量。

該實驗用AD590代替水銀溫度計，其體積很小，溫度升高約12度吸收的熱量是可以忽略的。說明書和陳俊逸等的論文[2]中介紹，經(jīng)過傳感器吸收熱量修正后編號為10、11、12的三次實驗的誤差分別為3.1%、3.6%和0.4%，影響不大。

（3）水蒸汽經(jīng)過一段管道，充入水中時溫度低于100℃，而計算時取100℃。

經(jīng)實測管道出口處水蒸汽的溫度最高可以達到99.7 ℃，這是因為本實驗所用儀器的輸汽管道較短。因此這一因素對實驗結果影響很小。

（4）調(diào)水溫時把保溫杯中的冰塊加入到內(nèi)杯中，冰塊未全部融化就充入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（5）水未沸騰就通入蒸汽。

教師實驗中一般不會發(fā)生這種情況。

（6）通汽管道帶入水滴。

這主要是指蒸汽通過管道時在管道內(nèi)壁凝結成水滴流入內(nèi)杯。自編教材和說明書都忽略了這一因素。筆者的修正方法是：在相同條件下用容器（例如量熱器內(nèi)杯）接取實驗時充汽過程相同時間內(nèi)產(chǎn)生的水滴，稱出其質(zhì)量，按下式進行修正

（2）

操作時注意了以下幾點：①把內(nèi)杯放在膠管下端距端口約30 cm處。如果內(nèi)杯距膠管端口太近，甚至膠管下端伸入內(nèi)杯內(nèi)，從膠管中噴出的蒸汽會在內(nèi)杯的內(nèi)表面凝結。②在容器中裝入大半杯常溫下的水。這樣從膠管滴下的水不會因溫度高而快速蒸發(fā)，并且內(nèi)杯和水的質(zhì)量大了可以減小用電子天平稱量的誤差。③每次接水滴1 min，接完并稱量后，并不是緊接著再接水滴，而是模擬實際做實驗時的情況，打開燒瓶的瓶塞，5 min后再塞上瓶塞第二次接水滴，這時膠管的溫度已下降到跟室溫接近。

重復接水滴5次，使用分辨率為0.01 g的電子天平測得分別為0.18 g、0.16 g、0.20 g、0.10 g和0.33 g。取平均值0.194 g對編號為1、2、3的三次實驗結果進行修正，修正后的誤差分別為-3.5%、 ? -1.7%和-1.7%，誤差的絕對值大大減小。這說明通汽管道帶入水滴是造成本實驗結果偏小的主要因素，不能忽略。但同時，5個數(shù)值的離散性也非常大，這是因為水滴并不是均勻地滴下，間隔的時間并不大致相等，時快時慢，具有較大的偶然性。因此，上述修正方法并不嚴謹，如果只接取水滴1次，偶然性的因素太大。而增加次數(shù)需要較長時間，如重復5次需時約30 min，課堂操作時間不允許，并且用多次接取水滴質(zhì)量的平均值來對某次實驗的結果進行修正同樣是不恰當?shù)摹?/p>

除了蒸汽凝結成水滴流入內(nèi)杯之外，通汽管道帶入水滴還包括下面三種情況：一是加熱時燒瓶中的水有時會過激沸騰進入玻璃管，流入內(nèi)杯中。雖然加熱電爐的功率可以調(diào)節(jié)，學生實驗中偶爾也會出現(xiàn)這種情況。這種情況進入玻璃管中的水的質(zhì)量無從得知，不能修正，因而遇到這種情況應該重做。二是往燒瓶中加水時水很容易進入燒瓶里面的玻璃管和橡皮管，粘附在管壁上，粘附的水滴雖然不多，但是其溫度接近于室溫，不同于蒸汽凝結成的水滴的溫度接近100℃。三是完成一次充汽后打開燒瓶的瓶塞停止充汽，這時管壁上同樣會殘留水滴，第二次充汽時殘留水滴的溫度也下降到跟室溫接近。

3 結語

FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀對傳統(tǒng)儀器的蒸汽通路進行了改造，舍去了蒸汽過濾器，縮短了蒸汽的通路，結構緊湊，操作也較方便;但是沒有解決通汽管道帶入水滴的不足，這對實驗結果產(chǎn)生了較大的影響。筆者認為沒有必要改回傳統(tǒng)實驗裝置—— 在蒸汽的通路中接入蒸汽過濾器，因為燒瓶中的水過激沸騰的情況非常少，而從蒸汽過濾器到量熱器的那部分管道仍然會帶入水滴。為了解決通汽管道帶入水滴的問題，文獻[3]在傳統(tǒng)儀器的基礎上進行改進，巧妙地增加一些裝置，取得了很好的效果，但儀器結構變得更為復雜，實驗操作也不太方便。筆者認為可以對FD-YBQR型液體比汽化熱測量儀稍加改造，在通汽管道外面增加保溫層;因為蒸汽向外界散失熱量才會凝結成水滴，如果能做到有效保溫，將會大大減少水滴的生成，從而減小實驗誤差。

參考文獻

[1] 吳建忠，舒象喜，尹勝，等.大學物理實驗[M].成都：西南交通大學出版社，2010：145-148.

[2] 陳俊逸，陸申龍.水的比汽化熱測量裝置的改進[J].大學物理，2004，23（1）：41-43.

[3] 胡平亞.水的汽化熱測定實驗的改進[J].物理實驗，1990，58（6）：256-257，264.