【精品】环境科学研究方法
《环境科学与工程研究方法》课程考核要求(2011年秋季) 《环境科学与工程研究方法》属于环境科学与工程专业大四学生的选修课程,其考核方式以 书面报告形式进行。 报告题目为实验方案”,主要内容包括: 1. 实验方案的题目; 2. 实验方案的目的与意义; 3. 实验方案的仪器与药品; 4. 实验方案的具体操作步骤; 5. 实验方案的数据处理; 6. 实验方案的预期结果; 7. 其他应该注意的内容。 8. 注意: 1. 报告加封面(见后面格式),签字;主体报告字体均用“宋体”,标题字体为“三号加 黑”,次标题(及姓名和班级)字体为“四号加黑”,内容字体为“小四”,行距为“25”; 统一用A4纸打印。 2. 报告提交截止II期为2011年12月26日上午10点;由两个班分别收齐后上交。 分类号: 学校代号:10538 密级: 学号:20086072 Central South University of Forestry & Technology 课程报告 燃烧热的测定 学生姓名: 班级、学号: 学科专业:环境科学 课程名称:环境科学与工程研究方法 课程成绩: 任课教师:廖柏寒 培养学院:林学院 论文提交日期:2011年12月26日 燃烧热的测定实验方案 廖熠熙/08级环境科学2班/20086072 1燃烧热的测定实验 2目的要求: (1) 学会用氧弹热量计测定有机物燃烧热的方法。 (2) 明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。 (3) 掌握用雷诺法和公式法校正温差的两种方法。 (4)掌握压片技术,熟悉高压钢瓶的使用方法。学会用精密电子温差测量仪 测定温度的改变值。 3仪器与药品: 氧弹热量计(WHR-15微机型)1套、容量瓶(1000 mL)l个、氧气钢瓶1个、氧 气减压阀1个、苯甲酸(分析纯)、荼(分析纯)、直尺1把、压片机1台、剪刀1把、 引燃专用丝 4实验操作步骤: 氧弹热量计有不同型号,使用方法不完全相同,本实验采用WHR-15微机型 氧弹式热量计。一般步骤如下: (1)热量计的水当量(即总热容量)的测定 1. 试剂和材料 (1)苯甲酸:已知热值.其热值应经国家计量机关检定。 ⑵作点火用的金属丝(铁、镣、伯、铜)直径小于0.2毫米,将其切成长度约 80-120毫米的线段(长度依据氧弹内部构造和点火系统确定)再把等长的10-15 根线段同时放在分析天平上称重,并计算出每根的平均重量. 铁丝 6700J / g 镣铭丝 1400J/g 铜丝 2500J / g 棉线 17500J/ g (3)氧气:不应有氢和其他可燃物,禁止使用电解氧。 2. 操作顺序: 热量计的热容量就是与其量热体系具有相同热容量的水的重量(以克计)o热 量计热容量表数值上等于量热体系温度升高1°C所需的热量。量热体系指在实验 过程中发生的热效应所能分布到的部份,包括量热容器,氧弹的全部以及搅拌器, 温度计的一部分。 热量计热容量用已知热值苯甲酸,在氧弹内用燃烧的方法测定。试样的测定 应与热容量的测定在完全相同的条件下进行。当操作条件有变化时,如更换或修 理热量计上的另件,更换温度计,室温与上次测定热容量时的室温相差超过5C 以及热量计移到别处等,均应重新测定热容量。 (1) 用研钵将苯甲酸研细,在100—105°C烘箱中烘干3—4小时冷却到室温, 放在称量瓶中,在盛有硫酸的干燥器中干燥,直到每克苯甲酸的重量变化不大于 0. 0005克时为止。称取此苯甲酸约1.0-1. 2克,用压片机压成片(引火线压在片 内),再称准到0. 0002克放入塔蜗中。 (2) 在氧弹中加入10毫升蒸馅水,把盛有苯甲酸的址蜗固定在址蜗架上,再 将点火线的两端固定在两个电极上,点火线勿接触塔埸(可预先检查),拧紧氧弹 上的盖,然后通过进气管缓慢地通入氧气,直到弹内压力为1.4T.6MPa大气压为 止。氧弹不应漏气,如有漏气现象,应找出原因,子以修理。 (3)将充有氧气的氧弹放入量热容器(内筒)中,加入蒸馅水约3000克(称准到 0.5克)加入的水应淹到氧弹进气阀螺帽高度的2/3处。每次用量必须相同。如以 量体积代替称重,必须按不同温度时水的比重加以校正(应事先作出校正表)。 (4)蒸馅水的温度应根据室温和恒温外套(外筒)水温来调整,在测定开始时 外筒水温与室温相差不得超过0. 5°C .当使用热容量较大(如3000克左右)的热量 计时,内筒水温,比外筒水温应任低0.7°C,当使用热容量较小(如2000克左右) 的热量计时,内筒水温应比外筒水温低1°C左右. (5)将测温探头插入内筒,测温探头和搅拌器均不得接触氧弹和内筒。 整 个实验分为三个阶段: 1. 初期:这是试样燃烧以前的阶段。在这一阶段观测和记录周围环境与量 热体系在试验开始温度下的热交换关系。每隔半分钟读取温度一次,共读取十一 次,得出十个温度差(即十个间隔数)。 2. 主期:燃烧定量的试样,产生的热量传给热量计,使热量计装置的各部 份温度达到均匀。 在初期的最末一次读取温度的瞬间,按下点火键点火(点火时的电压应根据 点火线的粗细试验确定。在点火线与两极连接好后,不放入氧弹内,通电实验以 点火线烧断为适合),然后开始读取主期的温度,每半分钟读取温度一次,直到 温度不再上升而开始下降的第一次温度为止,这个阶段算作为主期。 3. 末期:这一阶段的目的与初期相同,是观察在试验终了温度下的热交换关 系.在主期读取最后一次温度后,每半分钟读取温度一次,共读取十次作为实验 的未期. (7) 停止观测温度后,从热量计中取出氧弹,用放气帽缓缓压下放气阀,在1 分钟左右放尽气体,拧开并取下氧弹盖,量出未燃完的引火线长度,计算其实际 消耗的重量.随后仔细检查氧弹,如弹中有烟黑或未燃尽的试样微粒,此试验应 作废。如果未发现这些情况,用蒸馅水洗涤弹内各部份,塔垠和进气阀,将全部 洗弹液和址蜗中的物质收集在洁净的烧杯中,洗弹液量应为150-200毫升。 (8) 用干布将氧弹内外表面和弹盖拭净,最好用热风将弹盖及另件吹干或风 干。 (9) 将盛洗弹液的烧杯加盖微沸5分钟,加两滴1 %酚猷,以0. 1N氢氧化钠液 滴到粉红色,保持15秒不变为止。 (10) 热容量的测定结果不得少于5次,每两次何的误差不应超过40焦耳.如 果前四次间的误差不超过20焦耳,可以省去第五次测定,取其算术平均值,作为 最后结果。 (二)试样热值的测定: 荼的燃烧热的测定称取0. 8〜lg荼,用同样的方法进行测定。 5数据处理: 1. 用公式法校正温差. (1) 测定结果按下列公式计算: K=(Qa+gb+1.43X4. 18XC) / At 式中: K一热量计的热容量(J/K) Q一苯甲酸的热值(J / g) a一苯甲酸重量(g) g一点火线的燃烧热(J / g) b—实际消耗的点火线重量(g) 1. 43—相当于1毫升0. 1N氢氧化钠溶液的硝酸的生成热和溶解热。 C一滴定洗弹液所消耗的0. IN氢氧化钠溶液容积(毫升