201-207实验室液氮比汽化热讨论区

老师好，我的实验数据cd段前两个点有偏差，后面八个点都在一条直线上，推测这是因为铜柱与液氮达相同温度的一段时间内，质量与时间的关系不稳定造成的，请问我可不可以舍去前两个点，用后面八个点来作图计算？

可以，不过建议两种情况都计算一下，然后比较带来的区别。 — 高渊 2021/12/08 14:44

老师您好，请问瓶口结霜会使瓶身质量增大，那么这样是否会使cd段测得的质量普遍偏大从而导致计算出来的mn（=mf-mg）偏小，从而最终计算比汽化热的时候使结果偏大？

会的，但是还有其他因素的影响，所以也不能保证你的实验结果肯定会偏大。 — 高渊 2021/12/08 14:44

老师您好，我在测量最后水的温度的时候，热电偶温度计的示数从比较高的60摄氏度降低到最小然后马上又会变大，请问这是为什么呢？

这实验温度不会到60摄氏度啊，室温然后又是降温，咋来的60摄氏度，是不是温度计坏了还是接触啥的异常了。 — 高渊 2021/12/08 14:44

老师好，如果我在搅拌的时候不小心把水搅拌出来了，是不是会使水变化的温差变大，从而导致Q变大而使L变大？

老师，我的cd段质量比ab段质量还大，是怎么回事啊？

ab段没有加上铜柱的质量。

老师好，请问测出的比汽化热可不可能大于理想值？

可能的。

老师您好，请问对桌面施压为什么会造成电平示数的改变？谢谢老师。

电平？你是说天平吧？不水平了，或者造成振动了。 — 高渊 2021/12/08 14:39

老师请问测定液氮的比汽化热时保温杯中的液氮是取1/2—2/3，是因为如果取多的话会导致液氮汽化过于剧烈，从而使质量测量不准确吗？那到底是会使测量结果偏大还是偏小呢？

会造成更多的误差是必然的，但是偏大偏小很难说，剧烈会造成液氮溅出，但也可能导致瓶口最后结霜更多，而这两种影响恰恰又是相反的。 — 高渊 2021/12/08 14:39

老师您好，液氮汽化的过程中，在不进行任何操作的情况下，有时质量的减少会短暂停滞或突然加快，请问这是什么因素造成的呢？ — 林可欣 2019/04/18 21:30

这种现象一定要在课上发现的时候就寻找原因，比如根据现象，或者排查仪器情况的影响，和同学或者老师助教讨论解决，课后一般就靠猜了，不靠谱啊。 — 高渊 2019/12/31 09:43

老师您好，请问搅拌过程中手传递给搅拌器的热量需要算在Q中吗？搅拌器始终置于水中，取其温度为θ2，手的温度取人体体表温度，两者温差较大，对于Q的贡献是否需要考虑进去？因为翻看课本P130实验装置部分时，发现搅拌器似乎应该有绝缘柄，但是实际操作时没有。不知这个对Q的修正是否合理？ — 杨阳 2018/11/19 22:49

你的问题很好，为尽量减少手传递温度给搅拌器，搅拌器的顶端应该有橡胶或塑料的不良导体做的小手柄，我们实验室本来每个搅拌器上也都有，可能在使用过程中弄掉或丢失了。你可以在分析误差时讨论一下这个问题。 — 苏卫锋 2018/11/27 14:45

老师您好，请问如果tb的测量有延迟，会对Mn有什么影响？会偏小吗？还有实验中保温杯上软木塞的作用是什么？是为了尽量减慢液氮在空气中的吸热速率吗？——李何鸿晔 2017.12.29 21:38

你可以看一下m-t图，若其他条件都不变，把b点右移，Mn会有何变化。 — 苏卫锋 2018/01/04 11:06

老师您好，补充教材P19上的图1字母标错了 — 罗显钖 2018/05/04 12:48

谢谢指出，我会提醒该实验室的负责老师，在期末修订过程中改正过来。 — 高渊 2018/05/10 12:54

cd段液氮的汽化速率为什么要比ab段的慢？是由于液氮的量减少？还是放入了铜柱？

cd段环境温度要低一些。 — 苏卫锋 2018/05/30 16:00

老师您好，请问量热器内筒的比热容与搅拌棒的比热容取多少？

内筒是铝，搅拌棒是黄铜，具体比热容可参考该实验网页上的“不同温度下黄铜与铝的比热容”表格。 — 高渊 2018/10/21 23:31

老师你好，请问这个实验需不需要计算不确定度，需要的话请问电子天平和温度计的不确定度限值是多少

不需要。若尝试计算，电子天平不确定度限值可参考补充教材12页的例题中的0.02g；温度计不确定度限值仪器说明书上没有，不过我们的温度计是数字式的，就参考电子天平，比如例题中的电子天平最小指示值为0.01g，不确定度限值为0.02g，那如果实验中的温度计最小指示值是0.01ºC，温度计不确定度限值就取0.02ºC算算看呗。 — 高渊 2018/10/21 23:45

老师您好，请问温度计浸入水中的那部分的热容量是什么？

教材上提示浸入水的那部分热容量忽略不计。真心想算可以看看往年讨论区，我记得有往届同学尝试着计算过。 — 高渊 2018/10/21 23:46

老师您好，我做实验时发现将置于液氮中热交换结束后的铜柱拿出来，暴露在空气中一段时间后，重新将结满白霜的铜柱放回液氮中，会发现冒出大量白雾，剧烈程度高于前两次白雾现象，但是此后就没有二次白雾了，我猜想是不是温度太低没达到液氮的莱顿弗罗斯特点,导致二次白雾无法产生？但是我搜不到液氮的莱顿弗罗斯特点，无法验证。如果不是这个原因，那么应该是什么使二次白雾不再产生呢？——龚骏2017/03/25/10:42

你的分析抓到了二次白雾的本质，莱顿弗罗斯特效应存在一个相应的莱顿弗罗斯特温度点，具体可参与本实验参考文献。 — 原媛 2017/04/07 12:51

老师您好，请问在作M-t图时，因为记录的时间数据比较多，跨度比较大，选取横轴的分度值时可以选一小格2.5秒或者3秒这样的分度值吗（1、2、5的整十倍数不太合适）？如果不可以，那可以采用更大的做图纸吗？老师您好，在作图时，例如3秒这样的分度值，按分钟算的话是0.05分钟，而且做出图线来精确度比5秒的分度值高，那可以将3秒作为分度值吗？——刘宇哲/2017/03/14/21.00

一般实验持续的时间为15mins，如果你实际时长大于该时间的话，建议采用1cm:100second的比例来绘图，不能采用1:2.5或1:3的比例，具体原因绪论课上已讲过；另，本实验Mn的计算建议对ab和cd段数据分别进行线性拟合，将te带入两个线性方程后求得Mn的具体数值。 — 原媛 2017/03/15 13:19

老师你好，请问搅拌棒是什么材质的？？—吴彬彬 2017/03/16 08:38

搅拌器是铝制的，比热容与量热器内筒铝杯相同。 — 原媛 2017/03/16 09:37

老师您好，如果想要计算不确定度，请问如何计算动态法称衡作图得到的mN的不确定度呢？谢谢老师—钟卓然 2017/03/27 14:47

最小二乘法线性拟合时斜率和截距的不确定度公式可参见补充讲义，随后利用不确定的传递得到mN的不确定度。 — 原媛 2017/04/07 12:51

老师您好，在实验告示牌的思考题中说“液氮大量汽化，瓶口不断冒出白烟（雾）”，我想不明白烟是固体小颗粒的话为什么会有白烟啊？谢谢老师！ — 汪韫祺 2017/04/15 12:39

会不会是因为水蒸气放热剧烈变为了冰晶–王梓童 2017/04/16 11：03

老师你好，你们在网站上给出的比热容的单位是J/(kg *k), 应该不对，实验室告示牌上的J/（kg*℃）才应该是正确的。 –杨利垚 2017/04/26 18：03

1 joule/kilogram/K [J/(kg·K)] = 1 joule/kilogram/°C [J/(kg·°C)]=0.001 joule/gram/°C [J/(g·°C)].它们的区别：J/（kg·℃）中的温度是以摄氏温度的摄氏度为单位；J/(kg·K)中的温度是以热力学温度的开尔文为温度的单位。热力学温度（T）和摄氏温度（t）之间的关系是：T=t+273.15k.但是摄氏度与开尔文表示温度的间隔是相等的。所以，它们的意义是一样的。 — 原媛 2017/04/27 12:44

嗯嗯，懂了。我在计算时的错误是先算了摄氏度的△C，又转化了单位，△C已经改变了，所以错误的以为两个单位的值应该不一样。后来才发现℃和K是线性关系不是倍数关系，△C都是一样的。 –杨利垚 2017/06/19 18：32

老师您好！请问用秒表测量时间的时候，是否需要用小数点后的数字“四舍六入五成双”对“秒”进行估读？另外，观察到cd段时差越来越小，即液氮汽化逐渐加快，我考虑到这是由于实验室升温，而在讨论区看到了“对流”解释，故想请教老师“对流”是如何形成的，对实验又有何影响？— 丁文冕 2017/04/27 20:34

M-t曲线绘制时，要求时间单位为“秒”，因此需用“四舍六入五成双”的规则对原始时间进行修约后作图。有温差就会有“对流”（流体各部分之间发生相对位移，依靠冷热流体互相掺混和移动所引起的热量传递方式。），杯口不断有低温的氮气冒出，局部温度过低，固有空气“对流”。 — 原媛 2017/05/22 12:36

老师好！我正在进行数据处理，数据处理过程中我发现T3的测量对实验结果影响较大，测量过程中我的T3是持续一段时间在20.4℃和20.5℃不断摆动（摆动得比较均匀，且“已经不停搅拌，并且数字温度计在不碰到内胆壁和铜柱的情况下在水中多个位置测量都有如此现象”），之后缓慢升高，那么我应该取20.4℃还是20.5℃呢？我发现在其它数据不变的情况下，仅仅改变这0.1℃我的测量值就变化了大约12kJ/kg，已经是大于5%的变化了，能不能以两个温度分别算出来再取平均值以减小误差呢？ — 郭沛霖 2017/05/11 17:23

半定量分析做的很好，方案可行。 — 原媛 2017/05/22 12:36

老师您好，请问搅拌棒是什么材质的？—潘子阳 2016/09/22 20:20

前半学期使用的是铜材料，后半学期换为了铝材料。

老师您好，就第二次白雾出现的问题我看了之前同学的提问，在第二次白雾的出现是因为铜棒外面的空气膜消失热交换真正开始，那么我的问题是既然在白雾大量出现的时候空气膜就已消失那么在白雾消失的时候才记录时间的话会不会比铜棒真正与液氮温度相同的时刻要晚一些？—陈伟 2016/9/20 17:52

老师您好！我有两条建议，不知能不能减小实验中的误差？①考虑到保温瓶口和转移铜柱的过程中引起的结霜会使结果偏小（在之前的讨论区看到有同学分析过这个误差原因），是否可以通过降低实验室内相对湿度的方法来减小这部分误差呢？②在m-t图中，通过中点作图求得的mN能完全消除b-c段与外界热交换引起的误差吗？是否可以从减少b-c段时间的方面入手，比如增大铜柱（或其他导热率良好的材料）与液氮的接触面积（就像多孔材料一样）来加快b-c段速度，减小误差？ — 周天雯 2016/09/21 20:58

你们两个的问题和建议都很好，我们实验室有提供不同热导率材料以及不同大小的同种材料来作为这个实验的热源，有兴趣的话可以利用周二开放实验到实验室做相关探究实验。以验证你们这些很好的想法。在考虑一个具体因素的时候，我们也同时需要考虑验证这个因素是我们总体误差的主要部分还是次要部分，进而给出相应的改进意见。 — 原媛 2016/09/22 08:40

老师，您好。这个实验数据处理时需要算不确定度吗？我没有看到电子天平的不确定度限值，也不知道估读到多少分度啊。—郭放 2016/09/22 20:21

不要求计算不确定度；如果计算的话，电平的不确定度限值取它的最小分度值。 — 原媛 2016/09/23 08:09

老师，您好，我在实验过程中测得θ2为23.5℃,θ3为21.1℃，但给出的黄铜比热容值只有整数温度的情况，并且25℃和20℃的比热容不同，这种情况如何处理？___邱婧 20160923 16:25

你这种情况，铜柱取25℃和20℃下比热容的平均值即可。 — 原媛 2016/09/26 08:38

老师您好，我第一次实验因为忘记记录铜棒放入的时间而重做，然而比较了一下两次a-b段的时间间隔，发现隔了一段时间后液氮的气化变慢了，是不是因为周围空气温度的影响？但是并没有看到温度计示数的变化。假如是的话，我们是不是应该每次做这个实验都要让液氮先气化一会儿再进行实验？–傅朝

你注意到这个细节是很好的，我们回想下，ab段对应的应该是液氮与周围空气进行热交换的过程，而这个过程是发生在液体表面的蒸发过程，因此杯口上方温度将是决定热交换快慢的直接因素，所以你可以用温度计检测下杯口上方温度，看是否有所下降，进而解决你的疑问。 — 原媛 2016/10/11 08:08

老师您好，在取铜和铝的比热容时，取的是25摄氏度时的数值，可是此时的室温不是25摄氏度，拿这个会对结果造成影响么？还有温度计的感应部位在空气中暴露会不会对其测量结果造成影响？

随着热交换的进行室温是在一直变化的，但铜和铝参与热交换的时刻是确定的，因此其温度我们可以近似为唯一温度值，在表格中找到相应或相近的比热容值即可。当然会有误差引入，但是其相较于水的热贡献是非常小的一个量。关于你的最后一个问题，请明确是在测量那个具体温度时的影响，需要分情况讨论。 — 原媛 2016/10/11 08:08

老师您好，我有以下问题：1.量热器的水量究竟多少为适宜，实验老师给出50g左右的参考值，但是计算结果误差很大，我两次实验均被老师判定为失败（第一次水量50.8g，θ2为24.9ºC，θ3为18.1ºC；二次水量51.7g，θ2为23.4ºC，θ3为15.4ºC）通过和同学的结果进行比对，目前的结果是，60g左右误差略小但仍然很大，90g反而误差很小。2.量热器的水量为什么会对结果产生这么大的影响？我认为量热器的水量理论上不会对实验结果造成影响，我原先在预习中考虑，水量多少应该会影响到测量的难易，但是对结果影响不会那么大（水少温度变化速度过大，水多变化速度过小，两者都不会得到较为理想的最低温度的持续时间，实验老师要求的是30秒。并且我认为在这么短的测量时间内，水与空气产生的热交换对结果影响不会很大）如果不能直接回答的话，请问能不能给出一些提示呢？谢谢老师！ — 苏曼其其格 2016/10/26 21:09

同学，在复习的时候看到了你的问题，我自己想了一下。我觉得，如果量热器绝热够好，水量多少不会产生误差。如果绝热不够好的话，温度降到θ3的时间变长，量热器吸收环境的热量变多，会导致θ3偏大，产生误差。

同学你的主要误差来源应该是温度计没入水时，碰到了低温的铜柱所至。水量较少，铜柱与水热交换时间增加，为了避免引入过大的测量误差建议搅拌器搅拌至少30S后再放温度计进去；如果水量增加，铜柱与水热交换时间缩短，搅拌10几秒后即可将温度计放入。后面同学提到的与外界环境的热交换也是会引入误差，但是，实验室可以观测到，水与铜柱热平衡后需要很长一段时间才会看到温度上升0.1度，因此，这部分的影响不足以造成你所描述的实验现象。 — 原媛 2016/12/19 14:32

老师您好，如果铜柱在转移时不及时吸热了，是否会使铜柱此时比液氮温度高，计算出的Q值偏小但不影响mN的值而造成求得的L值小？ — 沈嘉铭 2016/12/23 19:22

对的，这一操作会使得测得的θ3比实际值高，进而使得Q值偏小，最终的L值偏小；不对mN的测量造成影响。 — 原媛 2016/12/26 10:16

老师你好，我想请问一下瓶口结冰对于测量结果的影响是怎样的，有点搞不懂，谢谢 — 邹涵予 2016/06/20 13:51

结冰导致整个瓶子质量增加了。 — 高渊 2016/06/21 10:47

老师你好，我对实验室的仪器有意见，同一张桌子，四个人的温度计示数两两不同，而且都差了两开，这样做出的实验结果可信吗？ 难道是器材过于灵敏？请老师给个合理的说法。——赵天天2016/05/19

这个问题跟你同学们讨论过吗？我想这个现象应该大家都注意到了吧。所以你在计算L的时候有用到绝对温度值吗？再仔细看看原理部分，若还有疑问，随时欢迎给出意见。 — 原媛 2016/05/20 09:02

老师您好，我想问几个问题：1.由于水的比热容较大，因此水的量会直接导致θ3的值的变化，进而影响到θ2-θ3的值，那么请问这个实验为什么没有给出水的用量的参考值，这是否是实验本身的一个系统误差？2.实验室温度湿度表显示的环境温度与数字温度计显示的温度相差了4℃，请问θ1以哪个为准，以及为什么会出现这种情况？3.对于实验仪器，请问可不可以在量热器的小孔上加一个小塑料漏斗来便于将铜柱快速投入到量热杯中或者将柔性绳索换为硬度大一点的，另外铜丝搅拌器是否可以考虑用环形玻璃搅拌棒代替？ — 吴锃 2016/05/14 13:08

铝杯中水的量一般建议是不超过三分之二，不低于一半；实验中的三个温度都应该以同一部温度计为准，我们计算时使用的是温度差值；原因的话可以考虑温度计定标对实验的影响。后面提出的实验改进都可以尝试，设计时要看考虑新引入材料的热贡献（比热、热导率等）。 — 原媛 2016/05/17 13:06

老师您好，我测得的结果比理论值偏高，是210J/g，我觉得如果偏低的话可以解释，但偏高是怎么回事？

你可以重点看下几个温度值的测量是否误差较大，尤其是θ3。 — 原媛 2016/05/04 15:52

老师您好，我用在实验时测量的数据计算所得的L值为199J/g,这是不是不太正常？

液氮比汽化热的标准值是199J/g，你能测得这样的数据，说明你在操作时各项误差控制的较好，但你也要明白这个结果应该是各项误差较量的一个综合结果，不能认为是完全无误差的测量。 — 原媛 2016/04/05 09:25

老师您好，我在记录液氮数据c-d段的时候一共记录了7组数据，实验报告上只使用了前6组，但拟合图线时发现线性度不佳，直观可见第一组数据有问题；然后我就代入我多记录了的第七组数据（未记入实验报告），用后六组进行线性拟合时发现相关性明显提高，请问这种情况对前六组进行拟合的时候能不能不考虑第一组数据仅考虑后五组作图。

可以将cd段第一个采样点排除在外，从实验上可以看出此时第二次白雾刚刚冒完，杯内杯口还有很多低温氮气聚集，会明显减缓液氮的汽化速率。 — 原媛 2016/03/25 10:26

老师你好，我想请问下一般实验报告的实验结论应该怎么写

紧扣你的实验目的，想想实验开始前准备完成什么任务，结论就知道怎么写了。 — 原媛 2016/03/25 10:26

老师您好，我在测c-d段之前就先把铜柱拿出来测水温变化，这是不是误差很大的原因？我算出来只有150J/g 左右。

此时将铜柱从液氮中取出，肯定会带走部分液氮，属于错误的操作。而这部分液氮质量会加入你的Mn，因此你的测量结果会偏小。建议重新实验。 — 原媛 2016/03/23 14:14

老师您好，当将铜柱从液氮中取出来放入量热器中时不够迅速，铜柱表面已有部分白霜，这样是会造成实验测量结果偏小吗？我想到的空气中的少量水蒸气被带入，造成水的测得质量小于实际质量；同时铜棒与空气接触温度升高，造成最终θ3偏高，使得测量值小于实际值。

不考虑其他因素，你的描述及解释都是合理的。 — 原媛 2016/04/15 09:19

老师您好，测出来低于理论值将近22%需要重测么

建议先仔细分析你测得的数据，查找原因。若仍有疑问可以到实验室跟相关老师讨论，找出原因后，再决定是否需要重测：一方面检查你的实验结果是否可重复；另一方面改进前一次的操作，以期得到更加精确的实验结果。这种情况下，查找误差出现的原因更为重要。 — 原媛 2016/04/19 12:26

老师你好！实验发现Tc后一段时间内质量减少很慢，是否是因为产生白雾过程后，周围空气温度降低较大数值，使传热减慢？

对的，温度计监测整个bc段内杯口周围的温度会发现有4-6摄氏度的下降。 — 原媛 2016/05/18 14:46

老师您好，我处理我的实验数据时发现，ab段和cd段质量每减少0.5克所用的时间越来越短，也就是在这两段液氮气化越来越快，并且这个现象在cd段更明显，想破脑袋也不明白这是为什么啊。 — 王艺豪 2015/12/11 21:36

就算保温杯开着盖子也不会越来越快啊，不会是测错了吧，时间读错？如果没测错。。。我随便猜猜啊。。。话说你的保温杯如果除了杯口，杯身也都结满霜或许可以解释这个情况，那就是保温杯坏了，不保温了，那么就会越来越快。 — 高渊 2015/12/11 22:53

老师我问了问别的同学发现在他测的cd段汽化速率也是越来越快的，我看了看往年也有同学提这个问题，但我觉得给出的解释我不是很满意。。。。

我没看清楚，以为你cd段汽化速度还快于ab段；如果你的数据ab段汽化速度快于cd段，那就没什么大问题，cd段到后期变快是很普遍的，一般是因为后期液氮量比较少的缘故，但ab段不会很明显，如果ab段就明显汽化速度越来越快，那可能是液氮装的有点少，可以询问一下原媛老师。 — 高渊 2015/12/12 21:20

实验中cd段的汽化速率是会有明显加快的：周围空气对流，使得杯口的温度慢慢回升；液氮经过bc段剧烈的热交换后，液面有所下降。对于你提到的ab段汽化速率也会慢慢加快，这个有点异于常规，你可以回忆下实验进行过程中，是否有加速周围空气流动，或者促进与空气热交换的事情发生，尝试寻找原因。若依旧未解决，可以邮件跟我联系，或者直接到801实验室找我。 — 原媛 2015/12/14 09:04
我有个想法，不知算不算原因，今天我做实验也遇到了这情况，不过我注意到一个事情：我在做第二次的时候（第一次失败了），室内的中央空调不知什么时候开了，我测得的数据随后也就是蒸发速率越来越快，我想，是不是室内温度的影响（从传感器的读数看，期间从14℃左右上升到18℃左右）— 李明磊 2015/12/15 21:42

老师您好，请问为什么要选取bc的中点e而不是直接用b或c处的t值来计算mN？事实上我自己用c点算得的结果误差更小，这只是巧合吗？我认为mN代表的物理含义是液氮因为铜柱放热而汽化的这部分质量，c点应该是最能体现铜柱影响的一点，确实可以让误差变小。 — 秦悦 2015/12/06 22:56

tb到tc这段时间内，参与热交换的除了铜柱还有周围空气，这点不能忽略。请思考mN=mf-mg的原因。 — 原媛 2015/12/07 12:35

老师您好:为什么液氮质量的减少是线性的,而根据最后一个循环中的冷却实验,随着温差的减小,物体冷却的应该越来越慢.–陈泽旭

能将不同实验的内容进行比较分析，不错；不过，一种是汽化，一种是对流，不一样的吧? — 高渊 2015/11/30 13:06

热交换速率与参与热交换物体间的温差有着很大关系，温差越大，热交换速率越大。液氮只有－196℃，与环境温差200度以上，热交换速率近似直线；当你将物体加热到200℃以上观测其冷却过程的初期，也是近似直线的。 — 原媛 2015/11/30 16:59

老师您好,我认为实验过程中液氮的温度是不断升高的,因为液氮不是处于沸腾状态,那么液氮的温度不可能保持不变.既然如此,在cd段,铜和液氮的温度都会升高,那么我们测量出的铜释放的热量必定不准啊.-陈泽旭

常压下，液氮温度升高就汽化成为氮气了，还能称为液氮吗？剩下未被汽化的液氮以及液氮中的铜柱，温度仍然是－196℃啊同学。 — 高渊 2015/11/30 13:05

常压下，液氮可以存在的温度为（-210℃～-196℃），低于-210℃则会变为固态。实验室提供实验的液氮为-196℃，即处于沸点温度，在压强不变的前提条件下，一旦吸热，液氮只会发生相变，不会升温。 — 原媛 2015/11/30 16:42

老师您好，请问液氮的比汽化热算出来比理论值大怎么办？— 15301050112 2015/10/27 16:24

首先上面是给大家参考的编辑格式，问题要写在下面；其次这个问题无法回答啊，没有你的报告，无法判断到底大多少、也无法判断是计算错误、或者作图或者取点有误、或者是测量数据有问题造成了偏大，所以要注意像这样的问题还是得拿着报告到实验室当面给老师看了才行，我建议这位同学先自行从前面讲的三方面检查一下报告找找原因，实在找不出可以在课间去804找上课的老师咨询。 — 高渊 2015/10/27 18:16

老师，我想问的也是关于为什么会产生第二次白雾的原因。据导论课时老师的举例，说人将手伸入液氮会产生一层空气膜。如果将铜块放入其中也会产生一层空气膜。那应该就能很好的解释这个原因。第一次产生白雾是因为铜块与液氮温差极大而产生的，第二次应当是空气膜消失后液氮与铜块产生的真正的 热交换的时候，这也就是为什么要在第二次白雾结束时记录时间~当然这是我今天的猜想，还需要在明天的实验中得到验证

很好，实验室可以进一步观察实验现象已验证你的想法。有疑问可继续讨论。 — 原媛 2015/09/22 09:30

老师我想问一下此实验中我们把水、量热器内筒、搅拌棒的比热容看作多大的常数来处理?

实验室告示牌上有所需要的参数表格，到时候根据不同的温度取相应的值。 — 高渊 2015/09/24 09:57

老师，请问量热器内筒和搅拌棒是什么材质？

量热器内筒铝，搅拌棒黄铜，到了实验室看一下就知道了。 — 高渊 2015/09/24 09:57

老师你好，我想问一下，CD段不断变得更斜，手绘图形的话，是取首尾两点还是依然遵循点要在拟合直线平均分布原则呢？

作图时，可选择将cd段的第一个点舍去的方法进行拟合。 — 原媛 2015/10/12 16:47

老师您好，这样还是会越变越斜……还是以平均分布作图吗？

还是按照直线拟合的标准来做，尽可能多的过测量点，其他不能落在线上的点均匀分布在拟合直线两侧。 — 原媛 2015/10/13 09:15

老师你好，我想问一下，为什么实验室的表格没有要求测量b点的质量而是只记录了时间，我回来以后发现这样导致画图有点麻烦。另外我想知道选做实验中0.1g记录的方法和必做究竟有什么优缺点呢？助教说可能在选做中会发现数据并不是单纯的直线形状的下降？ 金星 2015/12/01 16:57

b时刻的质量，在我们实验计算时会用到这个物理量的具体数值吗？你说的麻烦是怎样的麻烦，可否简单扼要描述。关于0.1g选做实验，有时间可以到实验室去尝试下，尝试后就有直观感受了。 — 原媛 2015/12/03 08:52

老师 请问作图时e取中点这一步是经严格推导得出的结论还是一个大概的取平均的过程？ — 喻寒 2015/05/24 15:17

取平均值作为真值的近似。 — 原媛 2015/05/26 15:32

老师,为什么用Mn=Mf-Mg来等效为液氮吸收铜柱热量而汽化的质量.

可以尝试去计算tb到tc时间段内，吸收周围空气热量而汽化的液氮质量。若还有问题可继续提问。 — 原媛 2015/05/26 15:32

老师，我看到以前讨论区说到“做图纸作图是我们这个实验的训练点之一”，但我已用origin作好图，是否最后还是得用手绘图？

可以计算机作图，作图规则不变，打印后粘贴在实验报告册即可。 — 原媛 2015/04/13 08:45

老师，实验所用电子天平，温度计，秒表，保温杯，软木塞，量热器，搅拌器的型号实验前并不知道，预习报告中该如何写？—江逸舟 2015/3/20 0:38

你说的这些信息在实验室里再记录。 — 乐永康 2015/03/20 11:44

老师，我在做实验过程中，在铜柱与液氮热平衡后测量第二组数据时，刚开始液氮质量减小的速率确实稍慢一些，但一段时间后速率又加快了，使得作图时cd段斜率与ab段相差并不明显，画直线时显得误差也比较大。我在记录tc的时候质量是430.92克左右，后来又把432.50克这个点漏过去了，使得测第二组数据时间隔时间较长。出现这个现象是否是由于上述原因？若不是，能否解释一下？—季豪 2015/4/5 21:32

首先，430.92g和432.50g这两个测量结果如果按照时间的先后得出的结果，那么质量怎么反而会增大？需要你再核对下。另，你描述的ab和bc段斜率的问题，可以在我们的讨论区找到相应的解答，可以从影响热交换速率的因素方面去考虑。 — 原媛 2015/04/07 10:31

是430.50g，我打错了，抱歉。—季豪 2015/04/08 20:40

老师，我想问下，计算比汽化热L时，铜与铝的比热容是取室温下的比热容还是取水温下的比热容��

量热筒和搅拌器的初始温度是θ2还是θ1呢？热平衡后呢？ — 原媛 2015/04/17 09:12

老师，我计算出来的液氮的比汽化热为260多，明显偏差太大。我是周五八九节的，请问我什么时候可以来重新测一下数据？报告的截止时间又是多少？重新测数据写的实验报告老师会扣分吗？？谢谢！！

请周二下午先到实验室与指导教师讨论，查找问题后，再决定是否需要补做。 — 原媛 2015/04/27 09:50

老师，你好，请问一下，在做液氮比汽化热测量实验时，f，g两点的纵坐标是从我做的图上直接读出来还是先求ab，cd段的拟合曲线，再把横坐标带进去，我用的后一种，好麻烦呢！还有，如果我的误差很大，需要重做吗？如果我数据处理写错了，可以另附纸吗？

此实验是建议从图上读出f,g两点的坐标。误差较大是否需要重做，请向指导你做实验的老师询问。数据处理写错了，在错误的位置注明原因，可以另附页，但篇幅尽量不要增加。 — 乐永康 2014/10/06 00:29
好吧，谢谢老师。—宋杰 2014/10/07 18:19

老师，我做出来大概300J/g，误差是否太大了，要重做吗？实验分析和实验结论要按差太多的结果写吗？

建议先跟你的指导老师讨论下，查找出现误差的原因——是错误操作还是实验误差，找到原因后可以在周二的开放时间内到实验室重做实验。实验的分析和讨论首先是讨论自己的实验结果，在此基础上可以做拓展探讨。 — 原媛 2014/10/11 09:48

老师，数字温度计（DT-1）是怎么测温度的？？

一般有热敏电阻和热电偶两种，具体信息建议查看温度传感器相关资料。若仍有疑问可到实验室讨论。 — 原媛 2014/10/11 09:55

老师，在作图时c-d段的纵坐标取的质量是不是得用实验时测的质量减去铜柱的质量，要不然我的c点开始的质量比b点还大。

在绘制M-T图时，M指的是整个体系的质量，包含保温杯，

液氮以及铜柱的质量；你可以思考下如何将你的测量结果与M联系起来。 — 原媛 2014/10/23 09:07

老师，这个实验允许的相对误差是多大啊？

180～210J/g是实验室操作规范的情况下可以测得的数值范围。 — 原媛 2014/10/29 09:18

老师，我重做后得到的结果是170J/g，误差算很大吗？

液氮比汽化热的标准值是199J/g，需分析讨论实验误差。无需再次重做。 — 原媛 2014/11/13 09:14

老师，我们使用的温度计是温度传感器，而书上的是水银温度计，那么这个损失的热量怎么计算呢？

实验室提供的温度计，因其比热容很小，与其浸没体积相乘后是一个很小的量，因此在实验数据的处理过程中，这一项是忽略不计的。 — 原媛 2014/11/19 09:38

老师您好，在之前完成的“计算机实测研究冷却规律”的实验中，温度传感器需要在实验前校准。那么在本实验中用到的电子温度计也存在所谓的“零点”和校准过程吗？（还是说已在出厂时即完成设置？） — 施亭 2014/12/12 14:41

老师您好，在做过实验之后我还有一个问题。分析一下测量得到的数据，可以发现在ab段直线的斜率较大、两点间的时间间隔逐渐变小；cd段直线斜率较小、两点间时间间隔逐渐变大，说明ab段的汽化速率大，但有变慢的趋势；而cd段汽化速率虽然小，但有变快的趋势。如果说ab段汽化速率变慢是由于温度下降还可以解释，cd段气化趋势加快是怎么回事呢？（液氮的汽化速率只与外界温度有关吗？气压的影响可以忽略？）cd段的液氮液面应低于ab段，保温杯上层氮气多，将液氮与外部空气隔离开，难道不应该汽化越慢么？ — 施亭 2014/12/13 21:24

你好！你的这几个问题都是很好的问题，说明你认真预习和完成了这个实验。关于你的问题逐一解答：1.温度计定标：在这个实验中，你可以发现各个温度计在同一地点的测量结果是不同，这说明“零点”是不一样的；在考虑我们实验中的带测量时温度差值，所以零点不一样不会对实验结果带来影响。温度计的定标和校准是出厂时已经完成的，也就是说温度和电压之间的转换关系通过定标和校准完成。2.ab和cd段液氮质量减少的原因——液面与其上表面接触处的气体进行热交换引起的表面蒸发，所以保温杯中上方的气体的成分以及其温度变化是我们要重点考虑的因素；那么这部分气体与杯口大环境热交换的速率也就成了问题的关键所在，你可以从这个角度思考来解释你看到的现象。若还有问题欢迎继续讨论。 — 原媛 2014/12/15 11:37

好的，谢谢老师！ — 施亭 2014/12/15 16:37

发现CD段数据间隔在减小，不知道该怎么解释；另外实验结束后将铜柱从液氮移入水中时有许多牛奶色的气泡冒出，反复几次都观察到了这样的现象。不知道怎么解释。另外二次白雾是在液氮表面产生的，而我们观察点在瓶口，之间是否会有一段时差有一段时差引起误差呢？—钱云臻 2014/12/23 16:45

1.bc段液氮剧烈汽化后导致杯内液面到杯口这段空间的温度急剧下降，随着实验的进行，周围环境中的“热空气”与杯内“冷空气”对流进行热交换，温度上升，所以单位时间内液氮吸收的热量增加，即汽化速率慢慢上升，随着时间的进行将慢慢接近ab段汽化速率。2.实现中会出现冰水混合物：内水外冰的小珠子；但你描述的奶白色的气泡，好像没看到过，会尽快实验确认，或者你可以上传照片，以进一步讨论。3.会有影响，具体数值有兴趣可以设计实验方案测量。 — 原媛 2014/12/23 18:39

老师你好，关于实验现象我已经用邮件发送给你，希望老师解答，谢谢。—钱云臻 2014/12/25 15:58

老师您好，我有几个问题请教：1.同一温度氮气比空气密度小，但是保温杯口白雾从杯口溢出后向下沉这是为什么？它不该产生在冷氮气附近么？它的成分除了液化水蒸气还有什么？是否影响了密度导致下沉？有同学说可能冷氮气密度比室温空气大所以浮力不够，是这样么？2.有人说是因为铜表面气泡溢出导致二次白雾，我有些怀疑。气泡的量是否有这么多？二次白雾消失后铜表面不是仍有可能有气泡，在cd溢出或者直到取出铜才溢出，这样c点的选取不就没意义了么？我的想法是，当铜逐渐降温低于莱顿弗罗斯特点后，莱顿弗罗2012斯特现象消失（氮气溢出），液氮与铜接触，和第一次一样剧烈沸腾才导致白雾，而氮气溢出引起的白雾很少。不知道我的想法正确么？ — 李耀鑫 2014/06/07 13:26

有几个点需要明确下：
1.白雾：从杯口冒出的低温氮气上升后，将空气中的水蒸气冷凝形成白雾（烟）；它的密度大于空气所以会下沉；
2.莱顿弗洛斯特现象结束要早于液氮与铜柱同温，结束时包裹铜柱的气泡破裂，铜柱与液氮直接接触，剩余的热量快速传递给液氮，会有新的较多的氮气形成，所以会看到第二次白雾，这次的热交换持续的时间很短，所以可以近似认为第二次白雾冒完的时刻就是二者同温达到热平衡的时刻。 — 原媛 2014/06/17 16:44

第一个问题我明白了，谢谢老师。第二个问题，您的意思是说第二次白雾是铜和液氮再次接触、快速沸腾产生的，而不是原来铜周围气泡破裂溢出产生的么？ — 李耀鑫 2014/06/19 12:29

是的，单单气泡破裂冒出不会有那么大规模的。 — 原媛 2014/06/19 12:41

请问老师，外界压强对液体的汽化热有什么影响？我做实验时为阴天，气压较低，我考虑这会对实验结果产生结果。我想知道外界压强和液体内部压强有什么样的关系？如果外部压强大导致液体内部压强增大的话，这是否会导致其汽化热增加。反之，外界气压低液体汽化热气压也会变低？请求指教！谢谢！ — 陈伟嘉 2014/06/06 23:27

液体压强不是ρgh嘛，和大气压有关系？但是压强对液体汽化热确实有关系，气压高沸点高，而且汽化时分子平均距离加大、体积急剧增大，需克服分子间引力并反抗大气压力做功，需要吸热。因此，大概压强低是会使比汽化热低吧。 — 高渊 2014/06/19 23:03

老师，有几个问题想请教一下：1.二次白雾结束后的一小段时间，我发现天平的示数仍在快速下降，并且作图的时候发现cd段的第一个点明显在cd段拟合直线下方，经查阅资料发现可能是二次白雾消失后受铜柱影响仍有许多液氮气化，因为这是瓶口温度低而观察不到白雾，还有一种解释是二次白雾出现后，杯口上方出现了水蒸气的空缺区，观察不到白雾。想请教一下老师到底是哪种原因，并且因为有这个误差产生我们是否可以在二次白雾结束后稳定一段时间在记录tc呢？2.是否可以考虑用带内筒的保温杯去代替量热桶以减少铜柱投入水中的热量的散失呢？3.我发现在实验室中周围几个同组同学的温度计在一开始测室温时都显示出了不同的示数，甚至有的能相差2-3摄氏度，请问老师这是什么原因？ — 程熠 2014/05/15 12:34

1.我觉得你查到的两种解释在影响白雾的形成上都是合理的，可以一人观察白雾以及瓶口、另外一人同时观察天平示数（或者手机视频同时记录），如果液氮受铜柱影响而汽化那么即使因为上述原因没有明显大量白雾涌出，但瓶口的白雾也会比较翻腾？天平示数仍快速下降的时间结束点是否能当做Tc的确值得做实验继续研究；不过那个“cd段的第一个点明显在cd段拟合直线下方”的原因或许可以另作考虑，那是否说明质量的下降缓慢？还是别的什么原因使得看上去似乎质量下降没有后面快？2.保温杯似乎还是太大了点，即使保温效果好但内部面积一大，那热传导引起的热量损失还是不小的，或许可以把现有的量热器再改进；3.温度计示值不同可能是因为所处位置的温度差异，804靠窗位置虽然有窗帘，但温度确实较高一些，当然主要原因是定标的问题，毕竟每一个温度计的传感器在工艺上会有所差异，使用一段时间后会差异增大，可以通过调节温度计面板上的定标旋钮适当定标，不过这和803冷却规律的定标一样，不会很精准的。 — 高渊 2014/05/16 13:42

老师，请问为什么可以忽略温度传感器的热容呢？我觉得这个也是对实验结果有影响的，不计入结果会增大实验误差呀，能给出忽略热容的解释吗？。–谢志伟

“忽略”确实不妥，只不过所用温度传感器的内部构造和材质比较难以确认，热容难以准确计算，但估算没有问题，可以参考讨论区往年的内容，有同学做过类似的估算。 — 高渊 2014/05/14 09:43

老师，我看在做实验时同学们的瓶口都结霜比较多，我想在瓶口周围紧紧缠上若干层布应该可以减少结霜现象，因为这样可以减少空气中水汽直接与温度较低的金属接触。此外，我注意到cd段开始时斜率绝对值较小，后部斜率绝对值较大，我想是因为cd段开始时因bc段液氮快速汽化使保温瓶周边温度降低，液氮沸腾减慢导致的。但是我觉得铜柱在液氮中降温时液氮的沸腾速率应该是和cd段前部相近的，因为瓶口的温度很快就降下来了，所以我想在记录cd段数据时应该加快记录频率，比如改为每下降0.1g记录一次，记录8-9组数据，这样会不会减少误差？— 周云晖 2014/05/09 20:08

我认为，以0.5g为间隔测量时时间间隔比0.1g要长，那么此时以0.5g为间隔测量在诸如记录时间，空气流动等方面的偶然因素对实验的影响应该会小一些吧？所以个人还是比较赞成以0.5g为间隔测量时时间间隔，并且这样也使实验简化了不少，不必测量很多的数据，应该这样吧！这仅代表个人意见，请老师指正。 — 程熠 2014/05/10 23:23

记录时间的偶然误差其实可以用计算机记录的方法消除，而空气流动的偶然因素其实很小，反正我看白烟冒出时并没有仅朝一个方向移动。我主要是觉得，cd段后期的数据已经不能代表bc段中仅因从空气中吸热而汽化的液氮速率。bc段中瓶口温度低，保温瓶周围环境温度也低；而bc段后期瓶口温度回升，保温瓶周围环境温度也回升了。 — 周云晖 2014/05/11 10:16

关于这个问题，周云晖同学想的比较深入，而且仔细观察了现象，你也提到了“白烟冒出时并没有仅朝一个方向移动”这个条件，它对实验室环境要求还是比较苛刻的，如果实验室中环境不稳定，比如有同学走动，或者偶然因素导致的气流不稳定变化的话，必然会有较大的误差引入，这个时候就只能借助计算机密集测点来描绘它的平均速率了；在不借助计算机的前提下，0.5g采点要由于0.1g，当然并不是说0.5g是最佳的，考虑人手反应时间，及偶然误差的影响下，整个实验取0.2g效果更佳。当然你说的是有道理的，在bc段刚结束时采点能更接近bc段的实验条件，比较准确地计算出跟空气热交换的那部分液氮质量。 — 原媛 2014/05/12 15:01

以后是否可以点出本实验的一个重要实验方法：间接测量；还可点出重要的实验要素：建立“假设”，并考虑假设是否合理。比如，可以增加以下说明：
液体转化为气体所需吸收的热量Q(液氮吸收)，汽化液氮的质量m_N，L=Q(液氮吸收)/m_N。
1、能直接测量Q(液氮吸收)吗？– 无法，所以只能间接测量。令室温铜柱到液氮温度在液氮中释放的热量为 Q(室温黄铜释放)，则 假设1：Q(液氮吸收)=Q(室温铜柱释放)，（可以讨论：是否合理，为什么？）
2、后者（Q(室温铜柱释放)）能直接测量吗？– 也不能，也只能间接测量。则 假设2：Q(液氮温度铜柱释放)=Q(液氮温度铜柱吸收)，（可以讨论：是否合理？为什么？）
3、这里，后者（Q(液氮温度铜柱吸收)）能直接知道吗？ 还是不能，还是只能间接测量。 则 假设3：Q(液氮温度铜柱吸收)=Q1(室温水释放)+Q2(theta3到室温铜柱在空气吸收)，（可以讨论：是否合理？为什么？）
于是：在上述3条假设下，Q(液氮吸收)=Q(室温水释放)+Q(theta3到室温铜柱在空气吸收)=Q1+Q2 ，这是一条关键的实验假设，同学们就可以体会一下实验是怎么设计的。了解“间接测量”是有益的；而“建立假设”“讨论假设”对同学是个重要的训练。上述两点可以看作本实验的亮点。 — 周鲁卫 2014/04/28 16:01

原老师、吕老师：做本实验的目的是否可以归纳为：
- 构建知识：理解比汽化热概念，了解液氮物理特性；
- 建模：了解“假设”的建立和对“假设”的评估；
- 理解实验设计、掌握实验技巧：了解“间接测量法”；
- 实验技巧：掌握电子天平、数字温度计、电子秒表和量热器的使用方法，特别是学会用动态称衡法校正由于系统与外界热交换引起的液氮汽化质量的误差；
- 实验技巧：训练实验操作的条理性； — 周鲁卫 2014/04/26 20:21

老师你好，我想问一下，如果m-t拟合得很好，但是偏差还是较大，是不是主要是温度测量的问题呢？

m-t图拟合得很好，并不是实验误差小的必要条件吧，只能说ab和cd段汽化较稳定，气流变化的影响因素较小；讨论误差时依然要考虑跟质量相关的其他实验步骤带来的误差，比如铜柱转移过程中从空气中吸热，杯口是否结霜严重等等。当然你提到的温度测量也是很关键的因素，需考虑在内。 — 原媛 2014/03/30 11:40

老师，您好！我在做完液氮比汽化热实验之后，实验老师圈出我的水温(21.0)、平衡温度（16.6）、水质量（79.71）告诉我误差比较大，之后我计算所得的比汽化热约为标准值的两倍，我分析了一下自己在实验中的重大失误： 1）将铜柱从保温杯取出再放入量热器时动作过慢，铜柱与空气接触了较长时间，其周围产生大量白雾。我觉得这可能会导致铜柱温度偏高，同时在空气中挥发了一部分液氮，导致c~d段测出的质量偏低。前者会导致结果偏小，后者会影响到mN使结果偏大。2）我将铜柱放入量热器时，温度计是直接放在水中的（接触了内筒底部），铜柱放入后直接接触到了温度计、内筒底部、搅拌棒，而且为了记录下最低温度，我忘记搅拌。我观察到温度计的示数在刚放入的一段时间是没有变化的，然后开始骤减。所以我想请问，1）的分析是合理的吗？在2）中是不是因为这样的操作导致了温度计失灵，所以测出的平衡温度偏低呢？我观察到实验最后，温度计的示数基本恢复为之前的水温，并略高0.2~0.3，这样的现象正常吗？谢谢老师！

你关于问题1的分析是没有问题的；在问题2中基于你的描述温度传感器进入时碰到了低温铜柱，因此，温度会急剧下降在慢慢回升，而传感器下降和上升的系数是不同的，所以测出的问题θ3会有很大的偏差，导致你的测量结果偏大。关于最后水温上升的描述有两个可能：实验室环境温度在慢慢上升，这个你可以重新测室温来验证；你一开始测量水温θ2时的操作不规范，温度计没有垂直悬在液体里。这两个可能只能根据你自己的实验记录来判定是否成立。 — 原媛 2014/03/29 16:04

老师，M-t图的ab cd段到底算不算铜柱的质量啊？在白雾消失记下时刻之后立刻将铜柱放入量热器再继续测量cd，还是在铜柱还在液氮里的时候测量cd?

这位同学你的问题一定是在你做实验前提出的吧，如果你已做过实验，你肯定观测到铜柱从低温的液氮杯子中拿出来时，周围立刻包围了很多白雾，在此基础上你想想你的问题，应该如何来解释。若还有可mail给我。 — 原媛 2014/03/26 13:04

这个实验要做不确定度分析吗？没有在仪器上找到不确定度限值耶。 — 顾金涛 2014/03/10 21:05

你好！该实验不需要计算不确定度。若想作为训练可以到实验室查看仪器的相关说明，抑或直接向指导教师问询。 — 原媛 2014/03/14 09:41

老师好，想向您请教一个关于莱顿弗罗斯特现象的问题。视频中和实验室老师做的莱顿弗罗斯特现象的实验，我都观察到滴在上面的水滴一接触液氮就会迅速向旁边滚动，我猜想是否是液氮和周围桌面的温度差导致空气的压强差（温度低的地方压强大），使得小水滴受力不均，向旁边滚动。望老师给出答复，谢谢！

同学你好，你现象描述中提到的是水滴和液氮的接触面，而且还提到了桌面，我对这个有些疑问，是否可以请你再补充说明你的现象，或是直接给我相关链接，方能跟你进一步讨论。或是直接到教室与指导老师讨论。 — 原媛 2014/03/14 13:25

老师你好，想请教你一下，我在实验记录数据的过程中，发现cd段液氮汽化的速率逐渐加快，而且我们这个教室八个人做出来都有这么一种趋势，我能想到的唯一比较合理的解释只有室内温度突然显著升高导致液氮汽化速率加快，老师你怎么认为？有没有可能是莱顿弗罗斯特现象在两次起白雾之后仍有一部分气泡聚在铜柱表面没有逸出，结果最终表现为在cd段逸出？ — 金超逸 2014/03/14 11:30

cd段汽化速率的变化的确跟周围温度的变化有关系，杯口周围空气与大环境的空气对流热交换后，杯口的温度会逐渐上升，所以会看到你所描述的现象。如果是你所说的后一种可能的话，我们的实验选取两次白雾冒完的时刻作为tc就会有很大的问题了。 — 原媛 2014/03/14 13:34

我也存在这样的现象，但就你的结论而言，我觉得有问题，按照你的解释“有没有可能是莱顿弗罗斯特现象在两次起白雾之后仍有一部分气泡聚在铜柱表面没有逸出”，那么根据其溢出的气泡减少，那么反而是一段情况下速度加快后迅速减小，而我们的数据是越来越快，所以这样的解释我个人认为是不对的。然后我认为温度的升高并不能够显著促使液氮速率加快，做个假设我们知道ab段的数据是越来越慢的，而其实与空气热交换的话温度肯定有所上升，那么你又作何解释？我的观点是整个过程当中一定是几方面因素的原因所决定的，初步可以认为由温度，液氮空气接触面积，以及液氮量，压强共同决定，本人拙见。请问老师怎么看？—马雨枫 2014/3/17 0：02

老师你提到杯口温度会逐渐上升，我其实并不是非常赞同，因为液氮汽化之后逸出的氮气仍为77k的气体，杯口温度不会有很大改变，而且杯口还用木塞罩着，面积小，与空气大环境的对流不明显。然后提到杯口我又想到了另一种可能，因为液氮汽化的过程中会降低瓶口空气水蒸气的温度从而凝固成冰，这是我在试验后将木塞拿掉发现瓶口结冰得出的结论。而我推断在ab段、bc段包括cd段的前面一点的过程里，在液氮汽化的同时还有瓶口水蒸气的凝固，而在cd后段部分瓶口凝固的冰与空气中的水蒸气在冷氮气环境下达到了平衡，故不在凝固出冰，相对的就表现出液氮汽化速率加快。老师你觉得这个想法怎么样？—金超逸 2014/3/17 21:05

我觉得基于这个问题，解释应该就是简单的：在cd段空气温度逐渐回升，使得气化速率变快。在整个过程中影响气化速率的因素，最主要有周围空气的温度，和液氮液面下降导致的与空气热交换变难。反映在ab段就是液氮气化导致周围空气降温，液氮液面下降导致热交换变难，故ab段气化速率越来越慢。同样的可以分析cd段。—邵文豪 2014/3/17 11:50

老师您好，请问热交换速率变化究竟会不会影响结果，影响的多还是少？以及，第一次实验（间隔0.5g）做完后不重新添加液氮，不除霜就直接做间隔为0.1g的实验，会不会影响结果？是不是应该使用控制变量法？比如保持每次实验液氮量一样多？—邵文豪 2014/3/17 11:53

我建议你利用周二下午的时间到实验室做这样的对比实验，动动手，很直观就可以解决你的疑惑。 — 原媛 2014/03/26 13:00

老师好，我讲讲我觉得实验设计或者自己操作上觉得有bug的地方：
（1）我觉得tc不太好用两次白雾结束的时间来确定——反而观察天平示数突然变慢的点比较好，但是我自己也没有亲自做过实验，不清楚这两者哪一个好一些，因为两者需要的经验都很强。
（2）我的两次实验数据里，在对cd段测量的点里取前三个点拟合直线斜率约为后几个点拟合斜率的1/2，这可以导致的液氮变化量Δm的误差约为-0.4g~-0.7g，所以如果排除前几个“干扰点”，只对后几个数据拟合直线恐怕会导致质量上10%的相对于可能真值的负误差，最后的比热数据10%的正误差。所以我觉得用书上那种对cd拟合来外推Δm的方法不觉得非常合理。
（3）我尝试对bc段进行测量，是在敞口环境下测的，现象表明第二次会冒出白雾，大量氮气蒸发；但是天平数据看似不支持此结论，质量随时间变化的曲线始终是斜率绝对值递减的曲线，而并没有随着白雾冒出而突然质量降低。这也可能是读数产生的问题。我不知道老师有没有对bc段进行对质量变化进行连续的测度以支持Leidenfrost effect的现象。—祝震予 2014/3/20 18:51

对于问题一，在实验条件比较好的情况下（周围环境很稳定，杯子上塞子拿掉，便于同时观测现象）操作经验比较丰富的同学做过你提出的设想，发现只有零点几秒的误差，基本上两者是一致的；
问题二，我们在处理cd段数据时并不建议将一开始的几个点作为数据点加入拟合，这是因为我们可以很明显地观测到cd段初始时受前面剧烈汽化的影响，杯口周围温度很低，因此这几个点的间隔会很长，随着温度的上升，斜率趋于稳定，这时可以采点来确定其斜率；
问题三，使用数据采集卡采集天平的质量变化，可以发现bc段并不是直线，具体的曲线可以看之前讨论区的参考文献，而我们实验中采用了近似的方法来处理这个过程，以简化我们的实验便于一年级同学接收。 — 原媛 2014/03/26 12:48

老师好，请问由于我的数据时间长度大，有将近20分钟，一张作图纸无法精确体现时间，可不可以两张纸黏在一起再作图啊？

可以，你也可以将一个单位格子代表的时间间隔取大些，当然前提是尽可能反映测量结果的有效位数。 — 原媛 2014/04/04 09:01

老师好，我觉得本实验没必要根据实验数据作图来计算Mn，完全可以拟合前后两条直线，然后再计算铜柱一段的中点横坐标，分别代入两个直线方程，结果相减就是要求的Mn，而作图的话误差一定会更大。直线拟合用origin很快，也免去了作图的麻烦。————赵祎龙 2014/5/18 17:58

当然，你说的很有道理。做图纸作图是我们这个实验的训练点之一，还是要大家练习一下的。另外，并不能保证所有的同学都能熟练使用origin。 — 原媛 2014/05/19 13:54

我查了许多资料并且在万方数据库里也查了一些论文，但是都没有提到液氮的莱顿弗罗斯特点到底是多少，实验过程中看到大量白雾出现后，天平显示的质量迅速减小一段时间后开始缓慢减小，所以我估计液氮在保温瓶中的莱顿弗罗斯特点应该只是略高于其沸点。（也有一种可能是因为热交换速率太快导致铜柱温度变化很快，质量迅速减小的那段时间使铜柱温度迅速减小，所以莱顿点是远高于液氮沸点的。）请问老师哪种估计是正确的，还有液氮在本实验条件下的莱顿点是多少？—杨洋 2013/12/27 16:46

后一种推测更接近事实，莱顿弗罗斯特温度点的确没有文献上有给出，高年级的同学正在做这个实验，有结果后会及时在phylab上更新的。 — 原媛 2013/12/27 18:48

视频讲解中ht本实验趋近于0和书本矛盾，以谁为准？ — 宋彪 2013/12/25 23:51

以视频为准，书本上是玻璃水银温度计，实验中用的是数字温度计，所以计算时ht取0，当然你有兴趣也可以查看以前同学估算数字温度计ht数值的讨论。 — 高渊 2013/12/26 09:11

老师你好，由于这个实验实际测量出的ab cd不平行，所以如果测量b点的时间延迟，应该会导致比M偏小吧

对的，液氮与空气热交换汽化的速率要显著小于液氮与铜柱热交换的速率。 — 原媛 2013/12/24 21:34

老师您好，在已经作完图的情况下，想问一个问题。为什么作图时图纸上两个格子之间的间隔一定要是1，2或5的倍数。是3之类的不可以吗？对数据处理会有影响吗？（我在作图时就是有取2.5画不下，取5图纸利用率不大的问题。。。）

在绪论课上我们有讲过，读数时一般估读到最小分度值的1/10、1/5或1、2。因此，我们在作图的时候要将读出来的数值尽可能精度一致地反应在图纸上，所以采用了1、2、5的比例。 — 原媛 2013/11/26 16:49

老师好，请问作图中b、f点间隔和c、g点间隔的长短代表了什么？

如果你是在预习的时候，想到的这个问题，那应该受到表扬，因为你抓住了混合法的核心，等你实验完之后应该就知道答案了；如果是在做过实验后，提出的这个问题，那就要接受批评了。仔细回忆下当铜柱投进液氮杯子后，液氮除了从铜柱吸热还有没有从别的什么物体吸热？还是想不明白的话就找指导老师当面讨教吧。 — 原媛 2013/11/25 13:24

老师您好。我在做m变化量为0.1g的那组实验时，老师说我的水量与温度变化不太匹配，水量太少。后来我将水量增加到83.75g，重测了θ2和θ3，但是最后得出的L还是只有170.75，与水量少的时候的没有很大差别。为什么还是不准确呢？会不会不是水少的问题？ — 陈晗 2013/10/28 21:48

首先比较下前后两次水所释放的热量：Mw*Cw*(θ2-θ3)，如果两次的热量几乎相同的话，就要从其他方面考虑误差了。具体的要看你当时测量得到的其他数据结果。可周二下午开放时间到实验室交流。 — 原媛 2013/10/31 08:39

老师你好，我在计算Mn时结果非常大，必做的是14.63，选做的是16多。在作图中没有太大问题，tb和tc也是相差60秒左右，是操作出现错误吗，一般是多少呢?

邓同学请查看我回给你的邮件，数据处理和作图请勿粗心大意。 — 高渊 2013/10/22 17:15

老师您好~在实验中，a-b段测量的质量包括了液氮、保温杯和铜柱，b-c段也是同样的，但是在c-d段测量过程中，我们只记录了保温杯和液氮的总质量的变化，这样做的话是否对最终计算L和作图有影响呢？

c-d段铜柱难道不在保温杯中吗？ — 高渊 2013/10/22 17:15

老师您好，我做的实验的ab段中每下降0.5g所用的时间分别是27.32s，33.42s，40.21s，54.13s，54.00s，并不在一条直线上，我认为有可能是测量时间过早导致液氮还处在那种刚倒进去冒出大量白雾的时间；而cd段中时间间隔分别是138.50s，110.37s，108.44s，105.88s，105.50s，也不在一条直线上，请问这是因为什么呢？— 鲁维琦 2013/10/20 10:59

每下降0.5g所用的时间才几秒钟、甚至一秒都不到？明显做错了嘛，还是你这儿写错了？上课时数据有和同学讨论一下吗？下课时数据有给老师看过签字吗？ — 高渊 2013/10/22 17:15

老师好，我想知道带孔木塞的作用是不是在开口处形成湍流使得白雾的现象更明显从而提高测量白雾消失的时间点的精度呢？

是否形成湍流我不知道，不过使现象更明显倒也有可能，从实验来说有没有软木塞都能做，至于得到的数据还需要大量重复实验来比较两者的区别或者优缺点。 — 高渊 2013/10/22 17:15

老师好，为什么量热器在最低温时温度会停留一会儿，是因为那时并不是所有的水都达到最低温度么？

原媛老师说了：吸热比散热要慢，所以不会那么快就升温；我说啊：其实温度并没有停留，在你看不到的小数点后第二位就在慢慢上升呢，但总得升到能进位到数字温度计能显示的小数点后第一位才能让你看到温度正在上升吧？ — 高渊 2013/10/10 16:08

老师你好，请问各个温度下液氮比汽化热各是多少？我想与实验结果对比分析误差，可是网上查不到此类资料。谢谢！

我也没查到，不过有些资料上就写一个标准大气压下液氮的比汽化热是多少，但没看到说多少温度下液氮比汽化热是多少的说法，作为一个温度极低的液体，是否可能在很大的区间内可以认为是一个常数呢？ — 高渊 2013/10/22 17:52

老师好，请问本实验中量热器和搅拌器的比热如何得知？第三次测得的水的最低温度是量热器和搅拌器的共同温度吗？是否存在误差？

实验室告示牌上有给出不同温度下铜和铝的比热容，可通过查表得出。因为，铜和铝都是热导率非常好的金属材料，所以可以认为θ3是三者共同的温度。 — 原媛 2013/10/21 08:18

老师您好，我预习实验时遇到几个小问题。1.液氮灌得太多，是否会造成不加入铜柱也有白雾的现象？2.以往的讨论区中说，带有小孔的木塞可以控制液氮汽化速度，那么如果没有木塞，不放入铜柱，会有（大量）白雾吗？没有木塞的话，汽化速率会非常快以至于无法每0.5g记录一次吗？3. 以往的讨论区中有同学说，记录第二组数据时质量降低0.5g所需要的时间越来越少。可是我看书上图4-33的M-t图像，cd段应该是直线啊？还是真实情况不是直线，拟合后近似地认为是直线？那么实际过程中是否有可能质量降低0.5g所需要的时间越来越多？就是“多”还是“少”不是一定的吧？

你的问题都很好，建议等你做过实验后将自己对于上面问题的理解在这里写下，还有疑问的话，我们可以继续讨论。 — 原媛 2013/11/25 13:30

老师，您好。我想问一下在实验过程中看到的白雾是否可能包含固态的二氧化碳？液氮的沸点-196℃，二氧化碳的熔点-78℃。 —— 肖承辉 12307110195 2013/05/23 23:59

会有很小部分。可以将温度计放在杯口观测下，杯口温度的下降过程，看会不会有可能下降到二氧化碳的熔点。 — 原媛 2013/06/04 15:49

老师，请问为什么加入铜柱后的第二次出现白雾的速度是从快到慢呢？不理解为什么是突然产生大量白雾。氮气的包围导致热交换的减慢，然后氮气逐渐溢出，我认为应该是又重新“慢慢”出现白雾。——12347110434

首先，这里涉及到一个“莱顿弗罗斯特”效应——室温铜柱进入后，铜柱周围液氮吸热汽化形成的氮气会以气泡的形式裹在铜柱周围，热传递变慢，几乎恢复到液氮只跟空气热交换的初始状态；同时，铜柱的热量不断传给液氮，液氮不断汽化，裹在铜柱周围的气泡会慢慢变大，随着体积的增大，所受的浮力会慢慢变大，克服铜柱表面吸附力时，气泡就会冒出，形成第二次大量白雾；所以实验上两次白雾间会观测到一段较为平静的时期，但其实可以理解为气泡在积蓄力量慢慢长大，足够大时就会冒出液面。

老师，如果铜柱的温度足够高的话，有没有可能产生第三次白雾呢？（私以为是有可能的）

两次白雾后铜柱与液氮见的温差已经很小，或者说铜柱的温度已经低于莱顿弗罗斯特温度点，不会再看到“第三次”白雾。 — 原媛 2013/04/04 22:41

老师，您好。我在预习时看到「基础物理实验」一书中说，本实验采用动态法称衡。请问动态法的动态指的是什么？对应的还有静态法吗？ — 王思阳 12307110402 2013/04/06 16：21

这个问题很好，“动态法”顾名思义，我们需要观测的不是某一个时刻的物理量，而是要观测其一段时间内的变化发展过程。实验时，你可以看看我们液氮实验中我们记录的是哪个物理量的变化过程。 — 原媛 2013/04/07 22:09

嗯，也就是说比汽化热和长度等静态量有本质的差别，导致测量方法、使得其性质（比如大小）显示出来的手段不同。是吧？ — 王思阳 12307110402 2013/04/08 14：25

yes，归纳的很好，还请原老师评价一番。 — 高渊 2013/04/20 19:33

有个小小的问题，为何说“比汽化热和长度等静态量有本质的差别”呢？比汽化热应该是温度的函数，但这并不代表它就是与静态量相对的“动态量”吧。本实验中采用动态法不是因为液氮的蒸发始终存在无法避免么，这里测量的是液氮质量的变化，是准确计算比汽化热的需要，实际质量虽有变化，比汽化热本身应是不变的吧。。。黄山 12307110237 2013/05/25 19：55

大概是其不能直接测？

老师，您好。我在进行数据处理时，对有效数字位数产生了困惑。比如在计算Q值时，由于温度计测出的温度差值往往只有两位有效数字，代入公式整体进行乘法运算时，会造成有效数字位数损失很多。请问这样处理是否合理呢？ — 王思阳 12307110402 2013/04/13 22：45

公式中温度差值分别体现在前后两部分计算内容的括号内，虽然只有两位有效数字，但分别相乘后可以分别多保留一位有效数字，而且接下来是加减法，是使两部分运算结果的末端对其，故最终结果有效位数还是足够的。 — 高渊 2013/04/20 19:33

老师您好！请问是不是a-b段与c-d段的斜率越接近，Mn(因铜柱放热而汽化的氮气的质量)算出来就越准确？为什么Mn=Mf-Mg?

这个问题是原理问题，建议还是自己先好好思考下，预习收获会更大；去做实验时，还是有疑问的话可以向指导老师请教。 — 原媛 2013/05/01 10:04

老师您好！我想请问一下液氮灌得太多究竟就什么影响？我和同学讨论，他们说是因为太多的话会吸更多热导致冰霜凝结过多对mN影响过大，也有人说会是产生气体过多冲掉木塞，但是不管有多少液氮，一定情况下产生热交换的面积不变，则对应时间内吸热应该相同的啊，产生的冰霜什么的也应该大致相同吧？我个人觉得是若液氮太多而液面高到的差不多瓶口位置，则热交换面积会随着液面的下降发生改变，对实验结果会产生影响，不知道对不对啊~ — 郑雯瀚 2013/05/13 21:17

不错，我们讨论的这个问题是发生在液氮表面的蒸发现象，跟液面面积（杯子的截面积）相关，但是还需考虑的是液面的高度，或者说液面距离杯子杯口的距离，会对蒸发速度有很多的影响，进而对杯口的结霜速度有很大影响。 — 原媛 2013/05/14 09:14

嗯，我想的基本上差不多，第一是因为太接近瓶口接触面积会变化，第二是因为起始的热交换面积太小导致单位体积热交换过快使水蒸气更易直接冷凝为冰堵塞小孔对实验造成进一步影响是吧？ — 郑雯瀚 2013/05/14 09:37

同时杯口的温度由于这些冰霜的存在，也会下降，导致汽化速率变慢。 — 原媛 2013/05/14 14:36

老师，我不加塞和加塞测出来的值分别是217和230，可以看出是不加塞更加准确，但是根据结果可以看出加塞的两个k值更相差更小按理说应该加塞更准确啊，这是为什么呢？ —刘显铚 2013/5/15 15：10

不能单从两斜率来比较，还应考虑温度的测量，质量的测量等其他因素的影响。 — 原媛 2013/05/16 14:09

维基百科上说：“把水滴落在滚烫的铁板上，假若铁板的温度仅高于水的沸点（100°C），水会发出嘶嘶声并迅速沸腾。但当铁板到达莱顿弗罗斯特点（Leidenfrost point，193摄氏度左右）时，水便会产生莱顿弗罗斯特现象。水珠会在铁板四处滚动，并缓慢地逐渐蒸发，反而令水珠可以存活更久。”也就是说要产生此效应，高温物体的温度必须远高于液体的沸点。那么液氮第二次剧烈汽化应该是在铜柱温度低于莱顿弗罗斯特点之后，这个温度点究竟是多少呢？铜柱的温度比这个点究竟低了多少呢？不得而知。书上说白雾冒完后铜柱的温度就基本上为77K，理由何在？我在实验中观察到，白雾冒完后天平的示数依旧下降很快，十几秒钟后天平示数才下降得相当缓慢，我认为真正的t_c应当是质量下降速度突然减慢的时刻。因为下降速度突变的非常明显，所以在实验中记录这一时刻是完全可行的。 — 蒋力夫 2013/05/16 21:13

这位同学的问题一直都很好呢，鼓励继续发挥。关于“Leidenfrost effect”推荐几篇文章给你看

• “Drag Reduction by Leidenfrost Vapor Layers”,Phys. Rev. Lett. 106, 214501 (2011);
• “Stabilization of Leidenfrost vapour layer by textured superhydrophobic surfaces”,Nature Volume: 489, Pages: 274–277;
• “BOILING AND THE LEIDENFROST EFFECT”,JEARL WALKER,Cleveland State University.

看过后有想法，我们可以继续讨论。

老师你好……新生冒然提出假设，关于白雾冒完后依旧质量在迅速下降，我冒然的认为，白雾本身的产生原因如果我猜测没错的话，可能是因为氮气的低温使得空气中的水蒸气液化。而大量白雾产生后，会不会在天平上方的区域产生短暂时间的空气中水蒸气缺少而无法产生白雾。所以应该记载10几秒后的点？— 徐哲浩 2013-9-17 11:22:11

非常欢迎新同学加入讨论。你分析的白雾形成的原因是正确的。关于你的第二个推测“天平上方的区域产生短暂时间的空气中水蒸气缺少而无法产生白雾”，可以尝试在杯口打开既没有木塞的条件下重复该实验，观察实验现象，从而判断你给出的推测是否合理。 — 原媛 2013/09/17 11:40

老师好，我想请问在数据拟合的时候是否可以用最小二乘法拟合出直线方程，然后将时间Te带入，分别求出Mf和Mg？这样求出的mN值是否要比作图后在图像上进行拟合要更准确些呢？ — 王哲 2012/12/16 15:46

本实验要求用作图纸画图得出Mf和Mg，至于拟合可以当做选做内容；如果数据可靠，拟合肯定比画图准确，但拟合也有软件功能的限制，如果有个别点严重偏离，按正常操作软件是不会识别的，这样拟合出来的直线就不一定比画图准确。 — 高渊 2012/12/17 09:29

老师好，我在做选做实验“取下保温杯上的软木塞”时，由于时间觉得挺充裕就也每隔0.5秒记录了数据，回来后对这组数据计算的结果却是130+J/g，本来应该是L偏大的呀，一定是某些因素作用才导致了较大的偏差，但是无论是ht的忽略，把铜块从液氮中取出移入水中的温度变化，还是读数作图的误差，我觉得综合作用都不至于使结果产生这么大的偏差啊，到底还会有哪些原因导致这么大的偏差呢？ — 郝维明 2012/11/19 23:00

同学你好好想一想啊，哪些物理量的测量会造成比汽化热偏小？比如根据你的计算公式，有没有什么环节会造成m_N偏大？或者造成的θ₃偏大？又或者造成θ₂和θ₁偏小？ — 高渊 2012/11/21 22:02

我查看了原数值发现测量的Q1比前两组都小许多，发现数值问题确实出在了（θ2-θ3）上：θ2为16.8，另两组值是17.1和17.1；θ3是15.1，另两组值是14.9和14.8。这两个偏差似乎也不是很大均在0.3℃范围内，但是加和起来偏差就较大了，再加上在计算Q1时，经系数一放大，偏差就特别明显了，这种误差放大的情况在这里怎么有效避免呢？；另外我思考了水的质量的轻微减小似乎可以解释Q1相对前两组变小的部分原因，而θ3却没有相应的也相对变小，反而变大了，说明的确是θ3测量值偏高了，可能是我当时取出铜柱动作不够迅速，铜柱与空气接触过久，致使θ3偏高？真心没记得当时动作有什么延滞啊。。。 — 郝维明 2012/12/02 10:47

称不上避免，只能说可以减小较大误差的产生几率，所以充分的预习、实验前对实验流程的预演很重要；至于θ₃的偏大，铜柱的转移过程是一个因素，另外还得考虑量热过程中黄铜搅拌棒、温度计的操作是否规范。 — 高渊 2012/12/03 13:00

老师你好，我是关于选实验有一点问题。今天来网站上看了一下清明调休通知，然后确认了一下自己选的下周的实验，却发现下周二所有人的实验都成了液氮！！！请问这是怎么回事……系统故障码？还是因为调休有所改动？

是之前周二的一位同学绪论课没好好听讲，把选实验表改错造成的，现已纠正并批评了他。 — 高渊 2012/04/09 09:37

老师，在测量液氮比汽化热的实验，书中标记为（1）的公式我有点疑问。在测量铜柱从液氮的温度升高到θ3时吸收的热量为什么不直接用铜棒的比热和温度变化的公式直接算而要去算仪器热量的下降?是因为铜棒的比热未知吗?

液氮温度到室温这个跨度太大了，铜柱的比热无法视为恒值。 — 高渊 2012/04/09 09:54

老师，为什么在以0.1g为测量间隔时 计算出的ab段斜率 要比以0.5g为测量间隔时的斜率小？

如果同学你是在做完0.5g比做内容后做的选做0.1g的话，那这个问题与书本上思考题2是一个道理。 — 高渊 2012/04/09 09:43

请问在把时间换成秒的时候，要对秒后面的那一位估读吗？还是直接忽略？ 11307120353

实验所用秒表是数字显示的，秒后面的那一位不需要估读，你可以记下来，但精度上不要求达到这一位，所以作图和计算的时候，直接忽略。 — 高渊 2012/04/09 09:39

老师，请问保温瓶上的木塞有什么用？加木塞不是会阻碍液氮汽化速度吗？而且就我的实验数据来看，不加木塞似乎结果更接近标准值。 — 任继泽 2012/05/06 11:54

带有小孔的木塞可以控制液氮汽化速度，与不加木塞相比当然是阻碍汽化速度。至于两种条件下结果的准确度而言，需要考虑室温等因素，还有许多偶然因素的影响，所以还需要大量的测量才能验证你的这一结论。 — 高渊 2012/05/07 17:36

老师您好，我想问两个问题：一、是L的真实值是多少？我查到的是2.7928kj/mol，应该没错吧？二、从理论上讲，随着时间进行，由于温差的减小，质量减小速度应越来越慢，但为什么我的实验得到的结果是越来越快？谢谢！——张河辉（11300720165）

一、mol？还是用国际单位制吧，网上有不靠谱的数据，所以还是给出标准值199J/g.同学你自己换算一下对不对。二、建议重做，一般不会出现这个结果，或许你的液氮量过少导致后面加快，或许保温杯后半段保温效果不佳，这些都是可能的原因，但还是建议使用原先的仪器重新做一下以验证。大家提问题注意按时间顺序排列，晚些我会把此问答置后。 — 高渊 2012/05/15 17:33

老师，不知为什么我测出的值与标准值相差极大，请问可不可以重做啊。–于广溪

可以重做的，但事先跟你的任课教师说一下。分析一下误差很大的原因，尽量避免重做实验的时候再犯同样的错误。 — 苏卫锋 2012/06/01 10:58

老师，对于第二次白雾的现象我还是想不通，有很多疑点。目前肯定的在铜柱刚放入液氮时表面产生了什么东西阻碍了热交换，然后这种物质消失了，转化成别的东西。我有两个假设，一个是在铜柱放入液氮时表面的水汽结冰，覆盖在铜柱表面使热交换被阻挡了；后来冰晶散裂，成为冰晶颗粒随液氮气体一起从瓶口冒出。但是水的来源我不能确定，因为铜柱表面的空气气泡所携带的水明显没有这么多，而也不应该是铜表面的铜锈分解出的水。另一种假设是氮气气泡附着在铜柱表面，但是这无法解释白色的雾气是什么东西。而且我有观察到白雾是从瓶身内冒出的，而且在平静时，瓶口附近的气体携带着白色的雾，从瓶身四周升起从瓶子中央落下的现象，说明雾气不是氮气汽化后使空气中的水凝而形成的。之前那位同学说到拿出铜柱看到表面有白霜的现象我没有注意，因为当时太心急，怕铜柱迅速升温导致数据测量不准。如果冰霜真的存在，那么应该是我的第一种猜测有可能正确；可是您又提示另一位同学说氮气会附着在铜柱表面而且导热性很差，所以我现在是一团纠结…… — 李力 2012/06/01 02:50

有兴趣可以查一下Leidenfrost effect 蒸汽屏蔽效应

我去优酷找到了介绍这个效应的视频，看来暂态过程和稳态过程的差距实在太大了，要放在完全不一样的角度去考虑、分析。视频里的人胆子更大，很多实验原来是我们不敢做而已…… — 李力 2012/06/05 00:48

刚去看了一下视频，视频中内容不能轻易模仿，手得保持干燥，动作要快，技术活！在没有老师的允许下实验室不准尝试。 — 高渊 2012/06/11 10:15

老师，我们实验现在用的是数字式温度计DT-1型，测温部分是半导体材料，还有一个金属的柱子连接传感器，里面实验室老师说有导线，也就是说是空的。这和我们测Q时公式里用的玻璃水银温度计显然热容量是不同的。而且在测量时，要将温度计垂直悬空于水中，温度计浸入水中体积看不见，也很难计算。在最后计算L时，发现ht对于结果的影响也是不可小觑的，算出不同的结果相差要超过10%。请问老师这样的情况如何计算？ —林博

补充下上面的问题，目前我的做法是：参考了各金属热容量，铜2.587，锌2.713，铁3.634，锰3.504，铬3.249。单位VJ/cm^3.如果从质地和颜色认为实验温度计材料为白铜，即铜和锌的比例占很大一部分，那么ht的取值在2.6~2.7是较为合适的。我这样算下来L约等于197，和理论值还是比较接近的。不知这样是否合理？ —林博

真是很好很强大，很多同学都提到过数字温度计ht的影响，但似乎还没碰到过讨论得这么细致的。从材料和入水体积来估算由此带来的误差这是很合理的，当然不能因为算出的结果接近标准值而忽略其他因素带来的影响，毕竟这个实验由温度、时间以及作图等各方面带来的影响也很大，所以你可以分别讨论，而这部分可以作个计算，这些都写到报告上去了吗？ — 高渊 2012/06/04 09:55

老师，这一部分的模拟题没有啊，变成了正态分布的实验补充题，正态分布我们不是不做吗。。 — 王丽娟 2012/06/20 17:01

真是抱歉，改好了，换了液氮的题目。 — 高渊 2012/06/21 12:56

老师，您好，我想问一下倒入液氮后是立即测量室温吗？ — 黄一霏 2012/06/24 18:50

这儿也看到你了啊同学，书本上都有具体说明室温是在哪一步测量的啊。 — 高渊 2012/06/25 01:28

搅拌时温度计可以倾斜搁置在量热器中吗（不碰到铜块）？——梁文杰

不可以啊，最规范的应该使温度计水银柱或者探头部分悬浮在水中。 — 高渊 2012/06/25 01:28

老师，1、是不是数字温度计接触浸过液氮的铜柱和只是浸在水里所测得的温度会有很大差距？我第一次做的时候温度计碰到铜柱了，结果温度一直降到了20.5℃；第二次做的时候温度就高了很多……结果第一次算出来L居然达到了278左右…2、为什么第二组数据时质量降低0.5g所需要的时间越来越少？我做了两次都是这样，隔壁桌的同学也是这个结果，一直想不通。。。——吕婧仪

第一个问题等于自问自答了嘛，你的实验结果也证明了数字温度计不能过于靠近铜柱（更不用说直接接触了），很多同学量热时忽略了搅拌器的使用，也会造成误差增大；时间少说明汽化速度加快了，可以从影响汽化速度的几个因素来考虑这个问题。 — 高渊 2012/09/22 21:40

老师，您好，我想问一下L的标准值到底是上面老师回答的199J/kg还是199KJ/kg？ — 金嘉杰

抱歉，应该是199J/g。 — 高渊 2012/09/24 00:16

老师你好，为什么取bc中点e然后做t轴垂线得到fg，则Mn=Mf+Mg,会减小误差？——李虹岐 2012/9/23

应该是Mn=Mf-Mg，这是得到Mn的作图方法，而不是减小误差的方法，或者同学你知道还有其他得到Mn的实验方法？ — 高渊 2012/09/24 00:16

为什么不可以用Mb-Mc?——李虹岐

书本上135－136页关于m-t图中ab段、bc段、cd段、垂线fg代表的物理含义好好念一遍啊同学，不看书的嘛。。。 — 高渊 2012/09/25 10:20

明白了，谢谢

老师，预习这个实验时我觉得造成ab和cd段斜率不一样就是因为液氮液面下降，并且周围环境由于放入铜柱时液氮大量汽化造成温度下降导致的。由于斜率不一样，取bc的中点做fg应该也是有一定误差的，所以我在想可不可以在实验前先降低一下液氮周围的温度，比如先放另一个铜柱，等温度降下来之后把它取出再测ab段的质量变化，然后再进行试验，这样应该可以使ab与cd段的斜率相近而减小误差。 — 叶天琳 2012/11/04 10:13

取中点是一种近似的方法，按照你的建议实验中还是继续在降温，斜率应该还是会明显不一样的吧，或许你的方法能使斜率接近些，要不你找时间比如周二下午13点-15点的时间去尝试一下当做选做？ — 高渊 2012/11/04 22:20

老师，实验中的ht取多少合适？或者是可以忽略呢？

教材上给出的是水银温度计，为了安全方便，现在采用数字温度计，ht比较小，计算中取0，但是分析误差的时候需要考虑一下带来的影响，类似的问题下面有同学也分析了，大家可以看看。 — 高渊 2012/11/02 09:04

老师，我想问一下这个实验需要做不确定值分析吗？

唉，教材实验内容中有要求做不确定度分析吗？课堂上老师讲解的时候有要求做不确定度分析吗？如果都没有，那你想做这个分析吗？想做你就做啊。。。做比不做好，呵呵。 — 高渊 2012/10/22 15:19

老师您好，我想问一下在实验过程中电子天平的数字有时候会出现很快的一次微小波动，然后继续匀速下降，这是为什么呢？虽然不影响结果，但是我还是挺在意的。还有就是为什么铜柱放入以后的那次测量m的时候液氮挥发的速度比之前要慢呢？另外关于瓶口冰霜的问题，我在想能不能改变瓶塞的结构，让其包裹住保温瓶口易结冰霜的部分，同时也可以加固瓶塞，不然拎铜柱的时候很容易把瓶塞带出来，造成整个实验重做（泪）翁沁岚11300180163

波动是质量有了微小的变化，仔细观察是否有情况影响了电子天平的测量，比如桌子是否有所振动；影响液体汽化的因素有哪些啊同学，然后想想放入铜柱之前的环节是否会产生这些因素，我想你不难想出答案；同学你想出什么好办法改善瓶塞结构了吗？有的话共享一下啊，老师我还没想出来，所以一般建议同学作个定性误差分析，至于瓶塞被带出来这种情况可不多，小心操作可以避免。 — 高渊 2012/10/22 09:55

可是放入铜柱之后不是会使液氮的液面上升吗？12307120065周显金

铜柱很小，液面上升得不多，而随着铜柱放入使液氮大量汽化，所以这样考虑的话，温度和液氮量的影响应该是可能性最大的两个选项。 — 高渊 2012/12/21 12:10

液氮的比汽化热实验中,书上提供了计算L的公式.我发现,最有可能对实验结果产生较大影响的是(θ1-θ3)和Mw两项,其他不太容易造成大误差.所以一定要注意,量热器放入铜柱并搅拌时,不要把水搞得随便溅出;读温度时,要尽量准确. 但是我还是不明白,为什么我的L比准确值偏大了42.75%?要知道,想造成这种误差,除非70g水溅出来18g,或者把20.4摄氏度读成了19.4,这种事情发生的几率应该不大吧?实在不明白是怎么回事,要么是条件改变使得液氮的L改变了?

解答：造成测量结果偏大的另外一个重要因素是M_N的测量，而造成这个量出现误差的可能原因有：
作图时bc段出现错误，导致M_N的数据出现错误
同学做实验时，应该已经注意到随着液氮的不断汽化，杯口周围会有冰霜出现，随着实验的进行冰霜会越结越多，而这部分质量会加入总质量中，这样体系的总质量在减少的过程中，有一部分额外的质量加入，最后测得的与铜柱热交换而汽化的液氮质量即M_N的值会比实际值偏小，冰霜结的越多，偏差越大，最后的L值也就越大。

那老师为什么不用某种办法去掉冰霜使得误差减小呢？— 何泱霓

我想不出好办法啊，而且误差总归是有的，不能避免但是可以一一分析；同学你能想出好办法吗？注意：必须可以随时去除产生的冰霜或者干脆避免冰霜产生、必须不影响实验过程中电子天平对质量的测量、还得低成本。欢迎大家提出改进建议啊。 — 高渊 2012/10/15 10:55

老师,请问如果我在第二次冒出的白雾消散后,过几分钟才进行后面质量和时间的记录,会对实验结果有影响吗? –李心怡

有影响啊，仔细观察你测量的数据，你会发现每下降0.5g的时间间隔有所变化，所以不能耽搁过久。 — 高渊 2012/10/22 09:50

老师我不知道为什么别人测得的都是10+%的误差~我的只有0.5%的误差~是不是可能哪些步骤错了。

不满意自己测得准？同学你这是炫富贴。一般这个实验的误差很难控制在2%以下，测得准一要看操作水平、二要看人品（有时候使结果偏大和偏小的因素相抵消了也能造成这种效果），你相信哪种？ — 高渊 2012/10/24 21:45

谢谢老师，看起来这是好事情了~我更希望是第一种情况。

我也希望是第一种情况，不过人品好也不错；当然实验本身而言不是比大家谁测得准，测得准固然不错，测不准会分析产生误差的原因也是很棒的。 — 高渊 2012/10/28 23:31

>之前做了计算机实测实验，觉得这两种实验是不是可以结合一下呢？将电子称和计算机建立联系，然后由计算机记录时间并作图，这样得出的结果会更接近理论值吧？理论值的测量是不是就是借助计算机测得的呢？ — 12307120280 2012/11/09 22:52罗婧

对于前后两段m-t变化曲线可以采用你说的方法，不过b和c点的确定是用秒表完成的，恐怕你得想个方案如何用计算机合理拟合出那两点；至于液氮比汽化热的理论值或者说标准值，我暂时还不知道历史上是如何测量并且标定出来的，或许这得花点功夫查阅文献资料了。 — 高渊 2012/11/11 22:38

老师，您好。我在想铜柱在温度高于液氮沸点时会产生蒸汽屏蔽效应，那么是不是第二次冒白雾的时刻即铜柱达到液氮沸点的时刻，这之后铜柱就达到了液氮温度，略低于沸温度呢？ —钱敏 2012/11/28

猛烈的白雾没有消失前我们一般认为热传导还没有结束，铜柱的温度还没有与液氮温度一致，虽然看到白雾消失或许与铜柱达到液氮温度会有时间上的误差，但也只能定为这个时刻，所以不能说看到第二次白雾铜柱就达到液氮沸点温度；至于二次白雾消失之后，当然是达到了液氮温度的，大概是略低于沸点温度。 — 高渊 2012/11/28 09:03

谢谢老师！ —钱敏 2012/11/28

先甭谢，纠正一下，铜柱达到液氮温度后，以我们保存液氮的条件，铜柱不会略低于沸点温度，就是等于沸点温度了。 — 高渊 2012/11/29 15:36

老师，您好。我在实验中发现当液氮冒第二次白雾的时候，电子天平有一段时间没有质量的改变，请问这是什么原因？ — 赵盛远 2012/12/04 22:23

质量没有改变么说明保温杯中液氮表面几乎没有汽化情况产生或者汽化速度非常慢，慢到电子天平的响应速度跟不上，并且液氮内部也几乎没有气泡什么的跑出液氮表面，一般也就一小会儿吧。 — 高渊 2012/12/05 16:52

老师，冰霜的出现应该是空气中水蒸汽凝结成的，可以在防风罩内放入干燥剂以吸收空气中的水蒸汽吗？

防风罩下面放了没用，保温瓶口附近你打算怎么放置干燥剂才能避免形成冰霜呢？ — 高渊 2012/12/15 15:41

老师，我有把拔掉瓶塞的选做实验做了修改，只想通过这个实验探究一下前后两段变化曲线斜率不同的原因，为此我还补充做了个实验：测出后六个点后，将铜柱取出后，再对体系的质量变化曲线做了测量，发现此时测出的曲线斜率与放入铜柱前的斜率基本一致（前-4.95×10^-3 后-5.00×10^-3），（先前自己有想到斜率绝对值减小可能是由于水蒸气在瓶口的沉积抵消了部分液氮质量的减少）。但这个实验似乎完全否定了我的推论。不知老师怎么看这一现象和我的推论？（注：取出铜棒测量的时间在750s-900s，第一轮（必做实验）测试后六个点的取点时间在500s-1100s之间）—黄道丰/2012/12/16/

你的推论是针对前6个数据的，而你补充做的实验内容是那6个数据之后继续测量的，两者其实没有矛盾，如果你仔细检查你的数据的话，你会发现铜柱取出之前那6个数据的时间间隔有逐渐变小的趋势，然后继续测得的直线斜率会接近放入铜柱前的也就很正常了，至于原因，我想你应该能自己分析得到吧。 — 高渊 2012/12/20 10:39

我想老师的意思是，随着时间的推移，瓶口温度回升，水蒸气的沉积逐渐减少至零，斜率恢复，针对这点，今天我有请同学帮忙做了一个补充实验，既，在铜柱放入冒了第二次白雾稳定后，取出铜柱，测体系随时间的质量变化，发现结果与必做实验相似，前后的斜率不同（后面的斜率绝对值小于前面的斜率的绝对值），这个实验说明液氮的汽化与铜柱本身的性质无关。看来对实验现象的分析，以后还得做得更全面一点。最后，谢谢老师的指导！—黄道丰 2012/12/21 22:23

补充一下，随着实验的进行，瓶口温度总是降低的，所以斜率虽然会接近投入前，但也只是接近，应该不会完全相等。 — 高渊 2012/12/22 16:51

看到上面有同学在讨论把铜柱从液氮中取出来时有白霜。我也观察到了这个现象，但是白霜的产生时间不是从液氮里取出后，而是投入量热器后（或是说那个瞬间）。我认为是水接触低温的铜柱后迅速凝固的原因，对实验本身没有影响。不知道是不是这样？

对的，你观察很仔细，铜柱从液氮取出到放入量热器这段时间极短，不会形成白霜，时间停留稍长才会结出白霜。 — 高渊 2012/12/20 10:24

老师您好，在实验中观察到，第二次白雾后测量的六组数据中，第一个与第二个的间隔时间比较长，应该是由于周围温度比较低，热交换减缓所以质量减少变慢了？因此，第一个点就不在之后五个点拟合的直线上（之后五个点直线拟合情况较好），而且差得还挺多……而实验中又需要用到mN=mf-mg，需要拟合。问题就是当中用到的计算mN的等效思想（尤其是下段曲线拟合）应该是建立在短时间的基础上还是长时间的基础上？也就是下段曲线拟合中怎么处理第一个点与之后五个点的关系？谢谢老师！ ——徐天虹 12307120013

前面的理解没错；那么这第一个点和后面五点就是两种条件下的数据，不适合直接按照6个数据来进行直线拟合或者画直线，当然得从较长时间的基础上作图，这也是和实验中作图求mN的原理所符合的。 — 高渊 2012/12/26 00:37

老师但是求mN的时候延长直线这个做法是在假设和环境的热交换和铜柱的热交换分开看？那么不是应该取这段反应附近（即取较前面的点）的状态去估计比较接近么？（即能否每隔0.1而非0.5记录，取较前面几组去拟合？） – 徐天虹 12307120013

如果是cd段的话，取较前面的点不大好啊，原因见前面黄道丰同学和我的讨论内容。 — 高渊 2012/12/30 13:44

老师，我想问一下模拟题里液氮在保温瓶中的液面下降为什么会造成ab和cd段斜率不同？

瓶内液氮需要从周围空气中吸收热量才能汽化为氮气，液面下降吸收热量更困难，因此单位时间内汽化的液氮量自然减少，斜率也就不一样了。 — 高渊 2011/12/29 13:27

老师，我是周三89节的，做的液氮比汽化热，实验报告交上去什么都没改就发下来了，其他同学都改了，是不是改漏了呢？还是我交错了？今天我做完实验去找您您已经下班了。那我什么时候去哪里找您？11307120325 彭一洲

既然其他同学的都改了，那应该是改漏了吧。周三89液氮实验应该交的是李老师信箱没错，联系方式我已经在你的邮件中回复了，建议你把报告先放他信箱，然后尽快联系一下他。 — 高渊 2011/12/02 09:15

恩，谢谢高老师

测M-t时铜柱不放在电子天平上称，最后在M-t图的ab线段加上铜柱的质量，是否可以？这个问题好像上课老师说不可以，但实在想不出为什么，请教一下。 08301010192 苑诗文

这个问题属于实验前讨论，要从误差的角度来分析，建议来实验室跟老师讨论一下。

老师，我怎么测得的数据为170多，我查得的应该是198点几，为什么会偏小将近百分之十啊?

这样问题别人无法回答的，毕竟没有料事如神的人。你最好把实验结果图上传一份。或者直接找老师讨论。 — 乐永康 2011/10/30 23:22

请问在把时间换成秒的时候，要对秒后面的那一位估读吗？还是直接忽略？ 11307120353

秒表的秒后面是百分进制的两位读数，不需要估读，很难在作图纸上体现出来，所以不采用。 — 高渊 2011/11/18 12:06

在写预习报告的时候就一直在想实验前问题中的“当白雾完全消失时，为什么是铜柱和液氮温度相同的时刻”。但目前我只能想到是因为液氮汽化吸热，使水蒸气液化，于是形成了白雾，白雾消失说明温度相同。但因为会出现两次白雾，所以我认为这个问题的关键是“为什么第二次白雾的出现是温度即将相同的时候”，由于我不理解为什么会出现两次白雾，所以无法很全面地在实验前回答这个问题。感觉这个问题需要通过具体地操作实验、观察实验现象才能理解，放在实验中讨论会比较好。——俞铭蓉10301010068

在没有做实验之前应该还不知道会有两次白雾，应该不会影响你考虑那个问题，或者你通过预习提前知道了有两次白雾这个现象，建议先不要去太耗时间研究这个问题，带着疑问去做实验，从实践中去体会寻找答案回或许更好。 — 高渊 2011/11/27 21:02

做完实验后发现，我预习时候的想法好像错了，不是说温度相同前会有第二次白雾，而是说第二次白雾的发生导致了之后短时间内温度相同。也许可以这么说，第二次白雾是因，温度相同是果，我搞错了因果关系。这个实验的实验现象真的需要很仔细观察，里面一些很细小的变化也许一不小心就忽略了，我是做选做实验的时候才发现铜柱从液氮里拿出来放到水里的时候是白色的，上面有冰霜的，一开始真没发现，可能也是因为观察不够仔细吧。

对，必做时急着把铜柱放水里，是容易漏掉现象，这个实验观察记录仔细才能对结果作出合理的分析。 — 高渊 2011/12/05 00:42

老师，怎么只有数据记录表格下载，而实验室里的实验操作指南怎么没有贴出来啊

放在实验室桌子上。

老师，在放入铜块和液氮达到平衡后，需要再等一分钟左右，那么作bc段时是否直接作图？还是延伸前后段图线分别至Tb、Tc再作bc段呢？

这个实验怎么作图书上写的很具体,好好看书去! — 高渊 2011/10/26 16:37

本实验中，如果液氮过多的话，会对实验有什么影响呢？

液氮过多时，放入铜柱可能会使液氮溢出，这样就会使m_N偏大，从而使得测量的比汽化热偏小。 — 苏卫锋 2010/01/08 14:54

老师，我的T3温度是17.7度，可是铜及铝的比热容变化时所对应的都是T都是整数，该怎么取C啊 武德龙10340220132

可以用线性插值法来得到，或者自己的查文献、搜网络，看能否找到更详细的数据表。 — 乐永康 2010/11/11 00:41

老师，L的标准值是多少啊—2010/11/25 19:35
请问此次实验液氮的比汽化热的标准值是多少？—2010/4/18
液态氮的比汽化热的标准值是多少啊？我查过了，都查不出来很不靠谱的。

你自己尝试去找找文献中报道值。要查有关文献，可以去如何使用期刊检索系统学习一下。再有困难，在百度中搜索一下。 — 乐永康 2010/04/18 12:08

老师我也出现了第一位同学的用问题，但是我看了其他人的M_N。差不多啊。。其他好像问题也没有什么。。但是值只有1.20.。什么原因啊

如果M_N大小正常，那么就得从其他环节找误差的原因了，是否时间测量出现了较大偏差？或者是计算出现了问题？建议带上报告在周二下午重新做一下，寻找答案。

老师，为什么在铜柱温度和液氮即将相同的时候，白雾会再喷发一次？对不起啊，老师，我把电脑查烂了，也没找到！请指教一下。

解答：呵呵，我们要求大家在实验室里多观察的原因也就是想启发同学自己找到答案。可以提醒的有两点：第一、液氮汽化时会有很多的气泡生成；第二、气体的热导率是铜柱的万分之一。那么同学可以根据你»所看到的实验现象，结合这两点来寻找答案。 — 原媛2007/11/09 10:15

求容器内筒的比热容=。=~

容器材料为金属铝，铝不同温度下的比热容已在告示牌中给出。 — 原媛 2009/03/25 09:45

老师，为什么作图时ab段与cd段的斜率不同啊？（想爆了也没想出个合理的解释）2009/12/05/16：55

对液氮而言，在ab段和cd段环境温度不同。 — 苏卫锋 2009/12/07 10:11