专利名称：一种新型熔化热测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于热平衡原理测定冰的熔化热的仪器装置，尤其是使用于物理实验的仪器装置。
背景技术：
采用热平衡原理测定冰的熔化热的仪器装置，目前使用最普遍的是量热器。量热器由保温筒、内筒、温度计、搅拌器等组成。利用热平衡原理进行测量。在保温筒内，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。以已知质量和温度的水作为高温物体，将已知质量和温度的冰作为低温物体投入水中。当冰完全熔化为水后，且系统达到热平衡时，测出水的温度，即可求出冰的熔化热。为了得到较准确的测定结果，需要较准确地确定冰的初始温度。通常为此将冰敲成若干小块，置于其自身不断融化形成的冰水中，放置较长时间后，认定其中尚存的冰粒温度已为0°c，取出擦干称重后使用。使用量热器和这种测定方法，存在多种不足之处制取(TC冰粒的方法不但耗时耗力，效果还很难保证。而且冰粒在取出擦干称重的过程中，继续在熔化，带来较大的不便和测量误差。由于冰完全熔化所需时间过长，对外散热较多，保温筒和内筒等吸热较大，使热损失增加。水和冰的导热性较差，虽经搅拌，温度分布仍不很均匀，造成水温测量不准。上述以上原因，导致学生实验误差经常过大，难以满足教学需要。
发明内容本实用新型设想将冰制成薄片形状，置于盘状物中，以导热性能良好的金属材料直接与之大面积接触输入热量，减少冰的熔化时间以降低散热损失。当冰完全熔化为水后，该方法可提高水温分布的均匀性，以便准确测定水温。设想同时分别在高、低温物体上设置温度传感器，实时测量和显示高、低温物体的温度，以便于显示高、低温物体不同时刻的温度状况和估算各种热损失。明显改善实验可操作性，提高实验精度和实验稳定性。还可大幅增加实验内容。本实用新型仪器主体部分如图1所示，由加热块(3)、承物盘(5)、保温筒(6)等主要部件组成。加热块和承物盘由同一种导热性能良好的金属材料构成，其内部分别设置温度传感器。加热块顶部有提手(I)，保温筒盖(2)松套在提手上，提手、保温筒、保温筒盖皆由隔热材料构成。加热块、承物盘与保温筒之间留有间隙，利用空气提升隔热效果。实验前，在承物盘内倒入已知质量的水与温度传感器一起冻结。实验时，将承物盘和冰放入保温筒底。加热块在另置的加热器上加热后，置于承物盘上，上下盖合，将冰包裹于中。其中心凸起部分与冰接触，热量由此直接传输给冰。保温筒盖此时与保温筒闭合以隔热。当冰上表面熔化，高度下降后，加热块与承物盘盘沿接触，另有部分热量则通过承物盘盘沿和盘面传输给冰。温度显示器则始终显示加热块和承物盘及其内承物的温度。当承物盘及其内承物温度已高于0°C若干度(如2-3°C )，则可确定冰已全部熔化。此时根据加热块和水的温度就可计算出冰的熔化热。[0005]本实用新型主要特点1、冰全部熔化的时间大为减少，使系统对外界的散热损失有所降低。2、温度传感器和冰一起冻结，可准确确定冰的初始温度。3、冰熔化形成的水的形状为一薄层，使得水温的分布均匀性良好，水温测量准确度得到显著提高。4、加热块内设置温度传感器，可即时记录温度，避免了其由加热器到保温筒的路途中产生的较大的又难以估算的热损失。5、实验耗时大为缩短，操作十分简便。由于以上特点，使本仪器的测量精度大为提高，误差一般不大于5%，测试结果相当稳定，而且操作也更方便。
附图1为仪器主体剖面图附图标注1、加热块提手；2、保温筒盖；3、加热块；4、冰；5、承物盘；6、保温筒。
具体实施方式
以铝或铝合金制作加热块和承物盘。承物盘深度不大于20mm以保证冰和水较簿，缩短熔化及达到热平衡的时间，提高内部温度分布的均匀性。以有机玻璃制作保温筒和保温筒盖，达到良好的绝热效果。另设一加热台，对加热器进行加热。将已知重量的水倒入承物盘，与温度传感器一起冻结。待加热块达到预定温度时，将承物盘和其中的冰放入保温筒内。将加热块提起，置于承物盘上方。记下加热块和承物盘合到一起前一瞬间各自的温度，然后将两者合到一起。以后每隔一定时间(如10秒)记录一次加热块和承物盘的温度。当承物盘温度高于0°c若干度(如2-3°C )，则可确定此时冰已全部熔化。根据加热块和水的温度就可计算出冰的熔化热。再延续纪录温度3-5分钟以估算系统对外散热量。如果跟计算机联机，则可连续地显示出高、低温物体的温度变化曲线，清楚地显示出热交换过程中各方的温度随时间的变化状况。
权利要求1.一种熔化热测定仪，由加热块⑶、承物盘(5)、加热台、保温筒(6)等主要部件组成，加热块、承物盘置于直立的保温筒中；其特征是热交换时，加热块和承物盘上下盖合，将低温物体包裹于其中。
2.根据权利要求1所述的一种熔化热测定仪，其特征是加热块(3)和承物盘(5)由铝或铝合金材料构成。
3.根据权利要求1所述的一种熔化热测定仪，其特征是保温筒￠)由有机玻璃材料构成。
4.根据权利要求1所述的一种熔化热测定仪，其特征是加热块(3)和承物盘(5)内都分别设置有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种熔化热测定仪，其特征是承物盘(5)深度不超过20mm。
6.根据权利要求1所述的一种熔化热测定仪，其特征是承物盘内加水后和温度传感器一起冻结。
专利摘要一种熔化热测定仪，由加热块、承物盘、保温筒、加热台等主要部件组成。用热平衡法测量冰的熔化热。通过将冰制成薄片形状，以导热性能良好的金属材料直接与之大面积接触输入热量，减少冰的熔化时间以降低散热损失；同时也改善水温分布的均匀性，以便准确测定水温。在高、低温物体上分别设置温度传感器，实时测量和显示高、低温物体的温度，以便于显示它们不同时刻的温度状况和估算各种热损失。从而增加实验内容，改善实验操作，显著提高实验精度和实验稳定性。
文档编号G01N25/20GK202903709SQ201220114969
公开日2013年4月24日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者赵敏, 强晓明, 章韦芳, 郭梦非, 许蔚翰, 王志远, 梁晨 申请人:合肥师范学院