大学物理化学实验全集

实验六.二组分固-液体系相图的绘制

一、实验目的

（1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图

（2）掌握热分析法的测量技术

（3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法

二、实验原理

用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。

绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。

取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示）

三、实验所用仪器、试剂

1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪

2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。

四、实验步骤

1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中

2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2

2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能）

2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。

2.4．记录1号试管数据后，将其取出，将已加热好2号试管放入炉膛2中，按照相同的方法记录下温度变化。并将3号试管放入炉膛1中加热待用。记录完第一组后，发现温度降低过慢。在第二组中将冷风电压调为2.5V，但降温速度依然非常缓慢，在后续实验中将电压调为5V，降温速度加快。依次记录下六组实验数据：

1号

注意，在每组实验中，“冷风量调节”电压不能改变，否则冷却速度改变，曲线出现转折。由于1号与6号试管为纯物质，只出现平台，温度降低速度可以较快，且在较高温度即可停止记录。其余4组需要在温度降低到120℃左右才停止记录。当1，2炉膛温度都降至室温时，关闭电源，将仪器放回原来位置，清理试验台。

五、实验数据处理

在origin7.5中，作出各组步冷曲线，如下图：

六、实验结果讨论

1.本实验操作起来比较简单，耗时较长，需记录较多数据。实验成败的关键是步冷曲线上转折点和水平线段是否明显。步冷曲线上温度变化的速率取决于体系与环境间的温差、热传导率等多种因素，而实验中主要通过调节“冷风量调节”电压，来改变降温速率。若体系析出固体放出的热量能够抵消大部分散失的热量，则转折变化明显，否则就不明显。故控制好样品的降温速度很重要，实验看出，当“冷风量调节”电压为

2.5V时（2号），降温过慢，数据过多反而不易处理，且耗时。当电压调为5V时（3,4,5号），降温速度明显加快，虽然可以得到转折点和平台，但数据略少。电压调为4V可能更合适。当然，不同的仪器对此差别很大，需根据实际情况选择合适的电压。

2.从图中可以看出,当Sn含量为0%,20%,80%时，由于过冷现象的存在,步冷曲线出现下凹,温度先下降后上升。这是因为少量固体开始析出,所释放的能量还不足以抵消外界冷却所吸收的热量。导致体系进一步降低至相变温度以下,促使形成更多晶体,释放出更多热量，使温度得以回升。过冷现象使得步冷曲线的

转折点不好确定。如下图所示，对过冷后的几组数据线性拟合，通过外推，得到温度（即直线与步冷曲线的交点所对应温度）

实验8 差热分析法测定水合无机盐的热稳定性

一、实验目的：

1.掌握热分析法的基本原理、方法和实验装置的使用

2.测定CuSO 4·5H 2二、实验原理：

O 的DTA 图，分析实验的热稳定性和热反应机理

1．绝大多数物质在加热或冷却过程中会发生物理的或化学的变化，如状态的变化、晶型或构型的转变、脱水、热分解或氧化还原反应等。这些变化不仅伴随着热效应的发生，还可能产生质量的变化，体积的变化，以及机械性能、声学、电学等其它物理化学性质的变化。热分析法(Thermal Analysis)就是在程序控制温度（一般是线性升温或降温）下测量物质的物理性质与温度关系的一种分析技术。即通过测量物质在加热或冷却过程中的这些性质的变化来进行定性或定量分析的。热分析的方法很多，本实验采用的是其中的差热法

差热分析法（Differential Thermal Analysis ，DTA)是在程序控制温度下，测量试样与参比物质之间的温度差ΔT 与温度T （或时间t ）关系的一种分析技术，所记录的曲线是以ΔT 为纵坐标,以T （或t ）为横坐标的曲线，称为DTA 曲线，反映了在程序升温过程中： ΔT = f ( T ) 或f ( t )

参比物质为一种在所测量温度范围内不发生任何热效应的物质。通常使用的参比物质是灼烧过的α-Al 2O 3

或MgO

加热时，温度T 及温差△T ①当试样S 没有热效应发生时，组成差热电偶的二支热电偶分别测出的温度分别由测温热电偶及差热电偶测得。差热电偶是由分别插在试样S 和参比物R 的二支材料、性能完全相同的热电偶反向相连而成。

T S 、T R 相同，即热电势值相同，但符号相反，所以差热电偶的热电势差为零，表现出ΔT =T S -T R =0，记录仪所记录的ΔT ②若试样S 有热效应发生时，曲线保持为零的水平直线，称为基线。

T S ≠T R ，差热电偶的热电势差不等于零，即ΔT =T S -T R ≠0，于是记录仪上就出现一个差热峰。热效应是吸热时，ΔT =T S -T R ＜0，吸热峰向下，热效应是放热时，Δ

T ＞0

，放热峰向上。当试样的热效应结束

后，T S 、T R 又趋于一样，ΔT

恢复为零位，曲线又重新返回基线。

差热峰反映试样加热过程中的热效应，峰位置所对应的温度（尤其是起始

温度）是鉴别物质及其变化的定性依据，峰面积是代表反应的热效应总热量，是定量计算反应热的依据，而从峰的形状（峰高、峰宽、对称性等）则可求得热反应的动力学参数。

左图是典型的差热分析仪器结构示意图。仪器由支撑装置、加热炉、气氛调节系统、温度及温差检测和记录系统等部分组成。试样室的气氛能调节为真空或者多种不同的气体气氛。温度和温差测定一般采用高灵敏热电偶。通常测低温时，热电偶为镍铬—镍铝合金；测高温时，热电偶为铂—铂铑合金。因为ΔT 右图为加热炉结构示意图。加热炉是一块金属块，中间有两个与坩埚相匹配的空穴。两坩埚分别放置试样和参比物，置于两个空穴中。在盖板的中间孔洞插入测温热电偶，以测量加热炉的温度，盖板的左右两个孔洞插入两支热电偶并反向连接，以测定试样与参比物的温差。 一般比较小，所以要进行放大。

2．热分析技术的影响因素有很多：

（1）温度的标定：热分析曲线是以温度为变量的。仪器所示的温度值需要标定。方法为：按所需的温度范围，选取若干标准物质，测其熔点或晶型转变点的外延起始温度，作出仪器的温度校正曲线，根据曲线校正对应的温度观察值。 （2）热焓的测定：当仪器条件一定时，记录仪所记录的热效应峰的面积与整体热效应的热量总变化成正比，即: m × ΔH = ΚA

式中m 为物质的质量，ΔH 为单位质量的物质所对应的热效应的热量变化，即焓变，

Κ为仪器常数，A 为曲线峰的面积。

首先，用已知热焓变ΔH s 的物质M s 进行测定，测及与其相对应的峰面积A s ，求得仪器常数Κ, K=m s ·ΔH s /A S 然后，在同样的方法和条件下测定未知物质m x 的曲线峰面积A

x ，则可求得Δ

H

（3）升温速率：一般升温速率增大，热效应峰的起始，峰顶和终止温度都会不同程度偏高，峰形尖锐，峰面积可能略为增大。升温速率还会对峰的灵敏度，相邻峰的分辨率有所影响。一般升温速率为5-10k/min （4）炉内气氛：一般使用惰性气体保护样品

四、实验步骤： 1．称量样品。 打开实验炉，取下上面的两个小坩埚。另取两个坩埚，分别称量后加入CuSO α-Al 4 2O 3.先对坩埚采零后，再称量总质量得到m(CuSO 4·5H 2 m(α-Al O )=0.0062g 2O 32．测定样品的DTA 曲线

)=0.0068g 。(要求样品质量在6-7mg 之间，二者质量差不超过1mg)。称好样品后，将两坩埚分别放在炉子的参比架，样品架上（注意不要放反了）。 整个过程中手不能接触坩埚，都需要用镊子取放，用配套的勺子取样品。放好样品后，合上实验炉 打开冷凝水。开启仪器及计算机，打开差热分析软件。设置仪器参数。最大温差为400℃，采集时间40min,采集速率100ms/次。开始测定。

等待40min 后，测定完毕。关闭差热实验仪器，保存实验DTA 曲线和数据。整理试验台。

五、数据记录及处理：

实验采集得到的DTA曲线如下：

其中直线为温度上升曲线，曲线为差热线，反映了样品与参比间的温差变化。在origin7.5中，对曲线进行处理，得到各峰值对应的温度，积分面积等：

① 在CuSO 4·5H 2② 在t=0—40min 内，出现了四个峰，其中前三个为吸热峰，最后一个为放热

O 没有热分解时，样品与参比温度一致，ΔT=0。图中可看 出水平部分并不是很平稳，出现了基线漂移，故需要以ΔT=0做基线调整， 即图中水平直线所示。

对于硫酸铜失水，理应只出现吸热峰，最后一放热峰的出现是不正常的。认为在

前3个吸热峰中，硫酸铜失去了5个结晶水。分别对应表中的ab ，bc ，de 三段。 ③由ΔH =KA/m ，可以得到三次失水的焓变比值ΔH 1:ΔH 2:ΔH 3另外，m=0.0062g 。只要测得仪器常数K,就可以算出各阶段的焓变值。K 值需要由测定已知焓变值的标准物质DTA 曲线得到。

=4.63:4.41:1。 ④根据硫酸铜失水情况，结合其它化学知识，得到CuSO 4·5H 2

O 热分解机理：

1.CuSO 4.5H 2O

CuSO 4.3H 2O +2H 2O

2.CuSO 4.3H 2O

CuSO 4.H 2O +2H 2O

3.CuSO

4.H2O

CuSO 4+H 2O

58.0-108.40C 108.4-153.40C 224.9-269.80C

3.5min 2.8min

3.3min

three steps

六、实验结果讨论：

1．硫酸铜的失水机理是与其结构密切相关的。从图1可看出，前4个H 2O 较容易失去，加热到58℃便开始反应。且二者的峰面积相等，说明其中4个H 2C u

H 2

O

H 2O

O

H

O

2.SO 42-

O 具有相似的结构特征。而最后一个水需加热到225℃才能失去，说明其更难失去，存在着更强的作用力。硫酸铜晶体结构式为：

可以看出，其中有四个H 2O 分子与中心+2价铜离子以配位键的形式结合成水合配离子C u (H 2O)2+水分子填补晶体结构的空间，通过O —H 而剩下的一个

…O 氢键将晶体中的C u (H 2O)2+可以看出，左侧两个H 与SO 42?

结合在一起。前者为配位水，后者为结构水。

2O 应该最先失去，其次是右侧两个配位水。随着水的失去，铜离子正电荷的吸引增强，水的失去越来越困难。最后一个H 22．DTA 曲线最后出现了一个放热峰，不合常理。这可能是因为样品中含有杂质造成的，这需要更换无污染的样品进行实验来确认。另外，放热现象的出现也可能与该过程产物水的生成有关。失水过程有可能是直接生成气态水或液态水的，水的相变以及水蒸气的流动都会影响热值。该放热峰与前面一吸热峰出现了部分重叠，不利于de 段的积分。

O 在正负离子静电作用的基础上又增加了更强的氢键作用，需要更高温度才能失去。 3．曲线中的ab 与bc 峰分离得不是很好，显然有部分重合。这使得积分面积有所

误差。这4个H 24．曲线的基线有所漂移，其值在0-8℃间波动。前期波动较小，后期波动加大。因此在处理数据时，首先要以ΔT=0进行基线调整，然后在此基础来确定反应的起止时间，峰面积等。一般影响DTA 曲线的因素都有可能造成基线漂移。为减少该现象：

O 处在相同的结构上，

热焓值相差很小，分解温度相近。但是，应该可以通过调整实验条件来使二者分得更开，如适当减慢升温速率。

①升温速率要均匀（v=dT/dt 为定值，即图中的温度T-t 曲线为一直线）。从图中可看到，温度与时间有较好的线性关系，升温速率均匀。

②参比物的质量，热容和热传导系数与试样要尽可能相似，有时可以用参比物来稀释试样，从而减小基线的漂移（这样使得样品在无热效应时，与参比的性质跟趋于一致，温度也更加接近）。这也是参比与试样的质量越接近越好的原因之一。

③气氛的影响。该实验装置没有使用气氛，必然会对实验有所影响。由于没有通入稳定的气流，加之反应过程产生了水蒸气，系统的散热速率波动较大，变得更加不稳定。

5．查阅相关数据手册，可知对于硫酸铜的失水反应，在反应进行的温度（400℃

以下）下，其Δr G m θ均为正值，例如：CuSO 4.

5H 2O

CuSO 4.3H 2O +2H 2O(g/l)58.00C

生成气态水时，Δr G m θ

=13.3kJ/mol ，由此平衡常数K θ=8×10-3水时，Δr G m θ

变小，但依然大于零。反应之所能够顺利进行，是因为空气中水蒸气压P(H 。在生成气态 2O)<< P(H 26．CuSO O )eq(即平衡时的水蒸气压)，于是反应环境下

Δr G m =Δr G m θ

+Q 便大于零，反应是能够进行的。若实验中再通入惰性气体，

将生成的水蒸气及时带走，将更有利于硫酸铜的分解。

4·5H 2O 是蓝色晶体，而CuSO 4是白色固体，这说明前者显蓝色是由于含

有结晶水的缘故。在配位场理论认为，中心离子C u 2+

的3d 轨道在4个水分子配体所 形成的静电场影响下发生轨道裂分，将原来的5个能量简并的3d 轨道分裂成四组，由高到低分别为d x2-y2,d xy ,d z2,d xz,yz （这与个轨道的取向有关），正是这种裂分作用，使得当3d 中的某一个电子由d xy 向d x2-y2

发生d-d 跃迁时，就要吸收能量，吸收峰出现在793.6nm ，吸收橙红色光为主而显蓝色。

实验十 偏摩尔体积的测定

一． 实验目的：

1．理解偏摩尔量的定义，实验测定偏摩尔体积的原理

2．测量氯化钠溶液中溶剂和溶质的偏摩尔体积 3．掌握比重管的原理和使用方法

二、实验原理

在T,p 不变的A,B 两组分溶液中,如A 组分的物质的量为,B 组分的物质的量为,则溶液的任何广度性质(Y)可表示为

,,,,B A

A

B A A B B A B T p n T p n Y Y dY dn dn Y dn Y dn n n

??=+=+ ?? (1) 积分上式,得

(2)

定义表观摩尔体积为

(3)

式中:为溶液体积,为T,p 不变下,纯A 的摩尔体积.

方程(3)式可变为

(4) (4)式对偏微商,得

(5) 以代替(2)式中的,则

(6) 结合(4),(5),(6)三式,得

A n

B n A A B B Y

n Y n Y =+V φ*

A A

V B

V n V n φ?=V *

A V *

B V A A

V

n n V φ=

+B n ,,,,A

A

V B

V B B B T p n T p n V V n n n φφ

??==+

?? ,,B A V V V ,,B A Y Y Y B B

A A

V n V V n ?=

(7) 在已知,和摩尔质量及溶液密度ρ的情况下,由(7)式可计算,因为

(8)

将(8)式代入(3),得

(9) 采用质量摩尔浓度,令式中=,,则(9)式变为 (10) 在T,p 不变时,纯A 的密度

则(10)式最后可表示为

1000()B v

A

B A M m φρρρρρ?

?

=

?+ (11) 由(7)式求时,其中要通过作-图求微商而得,

但-并非线性关系.Debye-Huckel 证明,对于强电介质的稀水溶液,

有线性关系,故可作如下变换

(12) 可作

,该图为直线,

因此,不仅可用(7)式求,*2,,1A V A

A A

B A B T p n V n V n n n φ ? =

?

?

A n

B n ,A B M M A V A A B B

n M n M V ρ

+=

*1A A B B V

A A

B n M n M n V n φρ +=

?

B m B n B m 1000

A A

n M =

*100011000/B B V

B

A A m M m M V φρ

+=

?

**A A A

M V ρ=

A V V

B n φ

? ?

V φB n V φB n V φ,,,,,,,,A A A A

V V B B T p n T p n T p n T p n n m φφ

??= ?? V φA V

还可通过(5)式求.在计算过程中应注意:(为A 的

摩尔质量)。 三、仪器药品

NaCl(A.R.)，恒温槽,100mL 磨口锥形瓶 5个,5mL 比重管

四、实验步骤 1.配制溶液

将100mL 磨口锥形瓶，准确配制质量分数分别为18%、13%、8.5%、4%、2%的NaCl 溶液约50mL 。先用分析天平称量锥形瓶，小心加入适量的NaCl ，再称量。用量筒加入所需之蒸馏水后称量。由减量法分别求出NaCl 和水的质量，并求出它们的质量分数。 2.用比重管测溶液的密度

用乙醇洗净比重管后，再用吹风机吹干。称量空管，用注射器注满蒸馏水，盖上盖子，并在25℃下恒温（应比室温至少高5℃）。，取出并擦干比重管，再称

量，重复以上操作，使称量重复至±0.2mg 。用同法测5个溶液的质量。均应重复3次，重复至±0.2mg 。

五、实验数据记录及处理室温 1．配制不同浓度的NaCl 溶液，求出其质量摩尔浓度 T=15.1℃,P=102.24KPa

B V ,1000/B B A A n m n M ==

A M

2．测量比重管的体积

-3

3.根据实验数据，作出v Φ图，如图1所示。对其进行线性拟合：

拟合直线斜率为2.378

，由于

,,n ,,n A

T P A

V T P B m ?Φ=

?（），可知直线

斜率为,,n T P A

=2.378。

4.求出溶质溶剂的偏摩尔体积。由：

，

以及，可以得到V A ，V B

*

18.01/0.997118.0624m mol A V L ==

?。纯水的摩尔体积为

。得到A,B 的偏摩尔体积：

六、实验讨论：

1．由拟合直线可以看出，其相关性一般，为0.9976。实验数据对直线的偏离，

*2,,1A V A

A A

B A B T p n V n V n n n φ ? =?

? ,,,,A

A

V B V B B B T p n T p n V V n n n φφ

??==

+

?? ,1000/B B A A n m n M ==

主要是由于称量误差造成的。

由实验步骤和数据处理可以看出，几乎所有数据都是由称量得到的质量转化而来的。因此能否准确称得相关质量，是实验能否成功的关键。

为了得到较准确的质量值，要求每次都重复3次称量溶液的质量，重复值为±0.2mg 。但是，实验过程中发现，很难达到这样的精度。由实验数据可以看 出，大部分数据都在最后1位有较大波动，难以保证误差在±0.2mg ，只能保证在1mg 左右。

在称量时有时会发现某些数据偏差过大，这时应舍弃这些数据，重新测量，直至偏差在容许的范围内为止，数据处理中只选取符合要求的数据。

2．由实验数据可看出，随着氯化钠的浓度增加，溶剂水的偏摩尔体积减小，溶

质氯化钠的偏摩尔体积增大。但是变化都不是很大。纯水的偏摩尔体积为18.0624mL·mol -13．严格要求下，重复称量时应该倒掉比重管液体，重新注入液体，水浴恒温后再进行测量。但是这样做很麻烦，可以只倒出很少的液体，加满后再测量。气泡的存在对实验结果影响很大，因此每次需要赶走液体中的小气泡。由于每次盖上比重管盖子时，会带入气泡，可以把盖子加满同种溶液后再盖上。每次称量前要擦干比重管，放在烧杯上称量。 ,公式的第二项比较小。同样对于溶质，其偏摩尔体积主要由其表观摩尔体积决定。

4．温度对偏摩尔体积有较大影响，因此每次称量前至少需要再水浴中恒温10min 左右。称量速度要快，用手捏住比重管两头（防止体温使溶液温度迅速变化）。 需要测量的溶液，事先都放在水浴中恒温。 5．由于混合物的体积不等于各混合组分的体积之和，故引入偏摩尔体积的概念，并由此引申到其他各偏摩尔量。。 偏摩尔体积的物理意义：

一是定T,P 及溶液浓度一定的情况下，在一定量的溶液中加入极少量的A 物质（认为溶液浓度没有发生变化），此时，系统体积的改变量与所加入A 的物质的量之比即为该温度、压力及溶液浓度下的A 的偏摩尔体积。

另一种理解为：在一定T,P 及溶液浓度的情况下，将1 mol A 加入到大量的溶液中(同样可以认为溶液浓度没有发生改变），则该溶液体积改变量则为该T,P 及浓度下的A 的偏摩尔体积。

这种混合过程中体积的变化，与不同组分溶液分子间的作用力不同有关。由于作用力不同，两种溶液混合，其总体积可能增大，也可能减小。偏摩尔体积也可能是一负值。另外，只有广度量才存在偏摩尔量的概念，纯物质的偏摩尔量即为其摩尔量。对于多相体系，需指明哪个相哪种物质的偏摩尔量。 6． 由于氯化钠是强电解质，可以认为在溶液中完全电离，直接算出其质量摩

尔浓度。若是测量弱电解质的偏摩尔体积，则需要该用活度代替质量摩尔浓度进行计算。

大学物理近代物理学基础公式大全

一． 狭 义相对论 1． 爱因斯坦的两个基本原理 2． 时空坐标变换 3． 45（1（2）0 m m γ= v = （3）0 E E γ= v =（4） 2222 C C C C v Pv Pv Pv P E E E E ==== 二． 量子光学基础 1． 热辐射 ① 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的辐射都能完全吸收的物体。 吸收比：(T)1B αλ、＝ 反射比：(T)0B γλ、＝ ② 基尔霍夫定律(记牢) ③ 斯特藩-玻尔兹曼定律 -vt x C v = β

B B e e ：单色辐射出射度 B E ：辐出度，单位时间单位面积辐射的能量 ④ 唯恩位移定律 m T b λ?= ⑤ 普朗克假设 h εν= 2． 光电效应 （1） 光电效应的实验定律： a 、n I ∝光 b 、 0 00a a a a e U ek eU e U ek eU e U ek eU e U ek eU νννν----＝＝＝＝ （23、 4 三． 1 ② 三条基本假设 定态，，n m n m h E E h E E νν=-=- ③ 两条基本公式 2210.529o n r n r n A == 12213.6n E E eV n n -== 2． 德布罗意波 20,0.51E mc h E MeV ν=== 22 mc mc h h νν== 电子波波长：

h mv λ= 微观粒子的波长： h h mv mv λλ= === 3． 测不准关系 x x P ???≥h 为什么有？会应用解题。 4．波函数 ① 波函数的统计意义： 例1① ② 例2．① ② 例3．π 例4 例5，，设 S 系中粒子例6 例7． 例8． 例9． 例10． 从钠中移去一个电子所需的能量是2.3eV ，①用680nm λ=的橙光照射，能否产生光电效应？②用400nm λ=的紫光照射，情况如何？若能产生光电效应，光电子的动能为多大？③对于紫光遏止电压为多大？④Na 的截止波长为多大？ 例11． 戴维森革末实验中，已知电子束的动能310k E MeV =，求①电子波的波长；②若电子束通过0.5a mm =的小孔，电子的束状特性是否会被衍射破坏？为什么？ 例12． 试计算处于第三激发态的氢原子的电离能及运动电子的德布罗意波长。 例13． 处于基态的氢原子，吸收12.5eV 的能量后，①所能达到的最高能态；②在该能态上氢原子的电离能？电子的轨道半径？③与该能态对应的极限波长以及从该能态向低能态跃迁时，可能辐射的光波波长？

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实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。

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大学物理公式大全 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】

第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v = t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v=dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a =△t △v 1.7瞬时加速度（加速度）a=lim △t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y= g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相 同a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦ R dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αωR dt d R dt dv == 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速 直线运动状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与

大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定

纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压

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第一章 质点运动学和牛顿运动定律 平均速度 v = t △△r 瞬时速度 v= lim 0△t →△t △r =dt dr 1. 3速度v= dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 平均加速度a = △t △v 瞬时加速度（加速度）a= lim 0△t →△t △v =dt dv 瞬时加速度a=dt dv =22dt r d 匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 变速运动速度 v=v 0+at 变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 ； 速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 自由落体运动 竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???????-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 射程 X=g a v 2sin 2 射高Y=g a v 22sin 20 飞行时间y=xtga —g gx 2 轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 向心加速度 a=R v 2 # 圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 加速度数值 a=2 2n t a a + 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =R v 2 切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv ωΦR dt d R dt ds v === 角速度 dt φ ωd = 角加速度 22dt dt d d φ ωα== 角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αωR dt d R dt dv == ； 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动 状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与物体的质量m 成反比；加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律：若物体A 以力F 1作用与物体B ，则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ；这两个力的大小相等、方向相反，而且沿同一直线。 万有引力定律：自然界任何两质点间存在着相互吸引力，其大小与两质点质量的乘积成正比，与两质点间的距离的二次方成反比；引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G 2 2 1r m m G 为万有引力称量=×10-11N ?m 2/kg 2 重力 P=mg (g 重力加速度)

物理化学试验-华南理工大学

物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。

武汉大学C2016大学物理C期末试卷(A)

武汉大学2015—2016学年下学期 大学物理C 期末试卷（A 卷） 命题人：黄慧明 审题人：沈黄晋，艾志伟 姓名 学号 班号 成绩 . 一．填空题（共10题，每题4分，共40分） 1．一质点的运动表达式为2()8m 4r t ti t j ，该质点在任意时刻t 的速度为 ，加速度为 。 2．质量2m kg 的质点沿x 轴运动，其加速度为22(53)m/s a x i 。如果该质点在0x 处时速度00 v ，则它运动到4m x 处时速度的大小为 。 3．一质点在力(32)F t i N ()的作用下由静止开始运动，在03 秒内，力的冲量为 。 4．（理工专业学生做）如图所示，一长为l 质量为m 的匀质细杆OA 可绕通过其一端O 且与杆垂直的水平光滑固定轴转动。将 细杆从与水平方向成o 60的位置无初转速地将其释放，则当杆转至水平位置时的角加速度为 ，此时A 端的线加速度为 。（细杆对轴的转动惯量为2 13 I ml ） 4 ．（医学药学专业学生做）某近视眼的远点在眼前0.5m 处，欲 使他能看清远物，应配屈光度为 的 （凸或凹透镜）。 5．如图所示，电场强度为E 的均匀电场与半径为a 的半球面的轴线平行，则通过此半球面的电通量为： 。 6．一根无限长的载流导线被弯曲成如图所示形状，其中bc 段是半径为R 的半圆弧，cd 段与ab 段垂直，导线中的电流强度为I ，则半圆弧圆心处的磁感应强度的大小为： 。 7．如图所示，把一半径为R 的半圆形导线ab 置于磁感强度为B 的均匀磁场中，当导线以速率v 水平向右平动时，导线中感应电动势的大小为 ， 端电势较高。 a b a E

大学物理之热学公式篇

热 学 公 式 1．理想气体温标定义：0 273.16lim TP p TP p T K p →=?（定体） 2．摄氏温度t 与热力学温度T 之间的关系：0 //273.15t C T K =- 华氏温度F t 与摄氏温度t 之间的关系：9325 F t t =+ 3．理想气体状态方程：pV RT ν= 1mol 范德瓦耳斯气体状态方程：2 ()()m m a p V b RT V + -= 其中摩尔气体常量8.31/R J mol K =?或2 8.2110/R atm L mol K -=??? 4．微观量与宏观量的关系：p nkT =，23kt p n ε= ，32 kt kT ε= 5．标准状况下气体分子的数密度（洛施密特数）253 0 2.6910/n m =? 6．分子力的伦纳德-琼斯势：12 6 ()4[()()]p E r r r σ σ ε=-，其中ε为势阱深度， σ= ，特别适用于惰性气体，该分子力大致对应于昂内斯气体； 分子力的弱引力刚性球模型（苏则朗模型）：06 000, ()(), p r r E r r r r r φ+∞

大学物理化学实验汇总

实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ

大学物理公式全集.doc

大学物理公式集 基本概念（定义和相关公式） 位置矢量：r ，其在直角坐标系中：k z j y i x r ++=；2 22z y x r ++= 角位置：θ 速度：dt r d V = 平均速度：t r V ??= 速率：dt ds V = （τ V V =）角速度： dt d θω= 角速度与速度的关系：V=ｒω 加速度：dt V d a =或22dt r d a = 平均加速度：t V a ??= 角加速度：dt d ωβ= 在自然坐标系中n a a a n +=ττ其中dt dV a =τ（=ｒβ），r V n a 2 = （=r2 ω） 1．力：F =ｍa （或F = dt p d ） 力矩：F r M ?=（大小：M=rFcos θ方向：右手螺旋 法则） 2．动量：V m p =，角动量：V m r L ?=（大小：L=rmvcos θ方向：右手螺旋法则） 3．冲量：? = dt F I （=F Δｔ）；功：? ?= r d F A （气体对外做功：A=∫ PdV ） 4．动能：mV 2/2 5．势能：A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式 不同，在默认势能零点的情况下： 机械能：E=E K +E P 6．热量：CRT M Q μ =其中：摩尔热容 量C 与过程有关，等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为：C p = C v +R 7．压强：ω n tS I S F P 3 2 = ?= = 8．分子平均平动能：kT 2 3= ω ；理想气体内能：RT s r t M E )2(2 ++= μ 9．麦克斯韦速率分布函数：NdV dN V f = )(（意义：在V 附近单位速度间隔内的分子数所 占比率） 10． 平均速率：πμ RT N dN dV V Vf V V 80 )(= = ? ?∞ 方均根速率：μ RT V 22 = ；最可几速率：μ RT p V 3= 11． 熵：S=Kln Ω（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数） mg(重力) → mgh -kx （弹性力） → kx 2 /2 F= r r Mm G ?2 - (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ?42 πε (静电力) → r Qq 0 4πε

大学物理化学实验思考题答案总结

蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？

大学物理公式大全下册

电磁学 1．定义： ①E 和B ： F =q(E +V ×B )洛仑兹公式 ②电势：? ∞ ?= r r d E U 电势差：?-+ ?=l d E U 电动势：? + - ?= l d K ε（q F K 非静电 =） ③电通量：???=S d E e φ磁通量：???=S d B B φ磁通链： ΦB =N φB 单位：韦伯（Wb ） 磁矩：m =I S =IS n ? ④电偶极矩：p =q l ⑤电容：C=q/U 单位：法拉（F ） *自感：L=Ψ/I 单位：亨利（H ） *互感：M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位：亨利（H ） ⑥电流：I = dt dq ； *位移电流：I D =ε 0dt d e φ 单位：安培（A ） ⑦*能流密度： B E S ?= μ 1 2．实验定律 ①库仑定律：0 204r r Qq F πε= ②毕奥—沙伐尔定律：204?r r l Id B d πμ?= ③安培定律：d F =I l d ×B ④电磁感应定律：ε感= –dt d B φ 动生电动势：?+ -??= l d B V )(ε 感生电动势：? - + ?=l d E i ε（E i 为感生电场） *⑤欧姆定律：U=IR （E =ρj ）其中ρ为电导率 3．*定理（麦克斯韦方程组） 电场的高斯定理：?? =?0 εq S d E ??=?0 εq S d E 静 （E 静是有源场） ??=?0S d E 感 （E 感是无源场） 磁场的高斯定理：??=?0S d B ??=?0S d B （B 稳是无源场） E =F /q 0 单位：N/C =V/ｍ B=F max /qv ；方向，小磁针指向（S →N ）；单位：特斯拉（T ）=104高斯（G ） Θ ⊕ -q l

大学物理化学实验报告-化学电池温度系数的测定课件.doc

物理化学实验报告 院系化学化工学院 班级化学061 学号13 姓名沈建明

实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 ℃ 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求 1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术； 2、学会几种电极和盐桥的制备方法； 3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。 二、基本原理 (一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可 逆电池而言 : r m (1) nFE T , p G E S nF (2) r m T p E H nE F nF T (3) r m T p 式中，F 为法拉弟(Farady)常数;n 为电极反应式中电子的计量系数 ;E 为电池 的电动势。

另， 可逆电池应满足如下条件: 1．电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2．电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 即充放电过程必须在平衡态下进行，3．电池必须在可逆的情况下 工作，

因此在制备可逆电池、 测定可逆电池的电动势时应符合上述条件， 不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成 “盐桥 ”来消除液接电 位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 (二)、求电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 设计电池如下 : Ag(s) | AgCl(s) ｜饱和 KCl | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 分别 测定电池在各个温度下的电动势，作 E — T 图，从曲线斜率可求得任一温度 下的 E T p 利用公式 (1),(2),(3) 即可求得该电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 三、仪器、试剂 SDC — Ⅱ数字电位差综合测试仪 1 台 精密稳压电源(或蓄电池) SC — 15A 超级恒温槽 铜电极 2 只 铂电极 1 只 饱和甘汞电极 1 只 恒温夹套烧杯 2 只 HCl ( 0.1000mol k ·g-1) AgNO3 ( 0.1000mol k ·g-1) 镀银溶液 镀铜溶液 四、实验步骤 一、电极的制备 1．银电极的制备 将欲用的两只 Pt 电极(一个电极 Pt 较短，作为阳极， 另一个电极作为阴极， 用于镀银) 浸入稀硝酸溶液片刻， 取出用蒸馏水洗净。 将洗净的电极分别插入盛 有镀银液( AgNO 3 3g ，浓氨水， KI 60g )中，控制电流为 0.3mA ，电镀 1h ，得 白色紧密的镀银电极一只。 2． Ag-AgCl 电极制备 在精确度 KCl 饱和溶液

大学物理公式大全

第一章 质点运动学与牛顿运动定律 1、1平均速度 v = t △△r 1、2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr 1. 3速度v= dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1、6 平均加速度a = △t △v 1、7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv 1、8瞬时加速度a=dt dv =2 2dt r d 1、11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1、12变速运动速度 v=v 0+at 1、13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1、14速度随坐标变化公式:v 2 -v 02 =2a(x-x 0) 1、15自由落体运动 1、16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 02200 1、17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1、18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1、19射程 X=g a v 2sin 2 1、20射高Y= g a v 22sin 20 1、21飞行时间y=xtga —g gx 2 1、22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1、23向心加速度 a=R v 2 1、24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量与a=a t +a n 1、25 加速度数值 a=2 2 n t a a + 1、26 法向加速度与匀速圆周运动的向心加速度相同 a n =R v 2 1、27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1、28 ωΦR dt d R dt ds v === 1、29角速度 dt φ ωd = 1、30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1、31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dt d R dt dv == 牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动 状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律:若物体A 以力F 1作用与物体B,则同时物体B 必以力F 2作用与物体A;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。 万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线 1、39 F=G 2 2 1r m m G 为万有引力称量=6、67×10-11 N ?m 2 /kg 2 1、40 重力 P=mg (g 重力加速度) 1、41 重力 P=G 2 r Mm 1、42有上两式重力加速度g=G 2 r M (物体的重力加速度与物体本身的质量无关,而紧随它到地心的距离而变)

武汉大学大学物理B(上)考试试卷

2013年大学物理B （上）期中考试试卷 考试时长：90分钟 专业 班号 学号 姓名 1、（本题15分）一质量为m 的质点在O-xy 平面上运动，其位置矢量为 j t b i t a r ωωsin cos +=(SI) 式中a 、b 、ω 是正值常量，且a ＞b ． 试求： （1）质点在任意时刻的速率v ，以及在A 点(a ，0)时和B 点(0，b )时的速度A v 和B v ； （2）当质点从A 点运动到B 点的过程中，合外力所做的功； （3）质点在任一时刻对于坐标原点的角动量。 2、（本题15分）已知一质量为m 的质点在x 轴上运动，质点只受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比，即2 /x k f -=，k 是比例常数．设质点在 0x x =时的速率为0v ，且向x 轴正方向运动，（0x 、0v 均大于零）。试求 （1）质点能到达的最远位置坐标m ax x ； （2）当质点在该引力的作用下，由0x 处运动到20x 处时引力做的功； （3）若以0x 处为该引力场的零势能点，求质点在20x 处的引力势能。 3、（本题15分）发射地球同步卫星时，先要让卫星在一个大的椭圆形转移轨道上运动若干圈，如图所示。设卫星质量kg 500=m ，椭圆轨道近地点的高度为 km 14001=h ，远地点的高度（也就是同步轨道的高度）km 000 362=h 。当卫星在转移轨道上运动到远 地点时再利用火箭推力使之进入同步轨道。已知：地球赤道半径km 6378=R ，地球质量 =M 5.982410?kg ，万有引力常量G 2211kg m N 1067.6--???=。试求： （结果保留3位有效数字） （1）以无限远处为引力势能的零势能点，求卫星在同步轨道上运动时的机械能。 （2）卫星在转移轨道上运动时，它在近地点的速率1v 和远地点的速率2v 。 4．（本题12分）质量为1m 和2m 的两物体A 、B 分别悬挂在如图所示的组合轮两端。设两轮的半径分别为R 和r ，转动惯量为别为1I 和2I ，轮轴上的摩擦可以忽略不计，轮与绳之间没有相对滑动，轻绳不可伸长。试求两物体的加速度和绳的张力。 转移轨道

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定.docx

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测 定 篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1) 实验报告 课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原电池电动势的测定 同组学生姓名：无指导老师冷文华 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得 一、实验目的和要求 用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理： 补偿法测电源电动势的原理： 必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。 为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势e。 如图所示，电位差计就是根据补偿法原理的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。 ① 工作电流电路：首先调节可变电阻rp，使均匀划线ab上有一定的电势降。 ② 标准回路：将变换开关sw合向es，对工作电流进行标定。借助调节rp 使得ig=0来实现es=uca。③ 测量回路：sw扳回ex，调节电势测量旋钮，直到ig=0。读出ex。 uj-25高电势直流电位差计： 1、转换开关旋钮：相当于上图中sw，指在n处，即sw接通en，指在x1，即接通未知电池ex。 2、电计按钮：原理图中的k。 3、工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻rp。

-1-2-3-4-5-6 4、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此 示出。 三、仪器与试剂： 仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100ml容量瓶5个，50ml滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。 -1 试剂：0.200mol·lkcl溶液 四、实验步骤： 1、配制溶液。 -1-1-1-1 将0.200 mol·l的kcl溶液分别稀释成0.0100 mol·l，0.0300 mol·l，0.0500 mol·l，0.0700 -1-1 mol·l，0.0900 mol·l各100ml。 2、根据补偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25℃。 3、将转换开关拨至n处，调节工作电流调节旋钮粗。中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计 示数为零。 4、连好待测电池，hg |hg2cl2，kcl（饱和）‖kcl（c）|agcl |ag 5、将转换开关拨至x1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个 小窗口的读数即为待测电极的电动势。 -1-1-1-1 6、改变电极中c依次为0.0100 mol·l，0.0300 mol·l，0.0500 mol·l，0.0700 mol·l，0.0900 -1 mol·l，测各不同浓度下的电极电势ex。

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热力学第一定律 功：δW ＝δW e ＋δW f （1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。 （2）非膨胀功δW f ＝xdy 非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。 热 Q ：体系吸热为正，放热为负。 热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。 热容 C ＝δQ/dT （1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （?H/?T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （?U/?T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2 常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差： （1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（?U/?V ）T ]（?V/?T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程： pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝1 1 －γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1 nR －δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝ 2 1 2T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝ 1 21 T T T － 焦汤系数： μJ －T ＝H p T ???? ????＝－()p T C p H ?? 实际气体的ΔH 和ΔU ： ΔU ＝dT T U V ??? ????＋dV V U T ??? ???? ΔH ＝dT T H P ??? ????＋dp p H T ???? ???? 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑B B γRT 化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 2 1 T T m p B 1m r 2m r ? ∑??，＋＝γ 热力学第二定律

武汉大学物理化学期末试题题库剖析

一、选择题 ( 共 3题 15分 ) 1. 5 分 (3611) 3611 H 2S 2O 8可由电解法制取，阳极反应为：2H 2SO 4 → H 2S 2O 8 + 2H + + 2e - ，阳极副反应为O 2的析出。阴极析氢效率为100%，已知电解产生H 2，O 2的气体体积分别为9.0 L 和2.24 L （标准态下），则生成H 2S 2O 8的物质的量为： （ ） (A) 0.1 mol (B) 0.2 mol (C) 0.3 mol (D) 0.4 mol 2. 5 分 (7149) 7149 试由管孝男速率方程式 d θ /d t ＝ k a p θ -μ －k d θ γ 导出弗伦德利希吸附等温式 V =k p 1/ n 式中 n ＝μ＋γ 3. 5 分 (7150) 7150 试由叶洛维奇速率方程式 d θ /d t ＝k a p e － g θ －k d e h θ 导出 乔姆金吸附等温式 θ ＝1/α ln(A 0p ) 式中 α =g +h ， A 0=k a /k d 二、填空题 ( 共 7题 35分 ) 4. 5 分 (4453) 4453 可将反应 Ag ++ Cl -─→ AgCl(s) 设计成电池为 。 已知 25℃时电池的 E ?= 0.576 V ，则电池反应的 ?r G m $ (298.15 K) = ， AgCl(s) 的活度积 K sp = ，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 ______ 。 5. 5 分 (5841) 5841 反应 A + 2B → P 的反应机理如下∶ A + B 11 k k - C ， C + B 2k ??→P 其中 A ，B 为反应物，P 为产物，C 为高活性中间物，则： d c p /d t = ，在 ______________ 条件下，总反应表现为二级。 6. 5 分 (7652) 7652 用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于 _____ 均摩尔质量；用光散射法得到的 摩尔质量属于 ____ 均摩尔质量；沉降速度法得到 _____ 均摩尔质量；粘度法测得的 称为粘均摩尔质量，一般近似地认为它属于 ____ 均摩尔质量。 请填：(A) 质均 (B) 数均 (C) Ｚ均 或 (D) 平均 7. 5 分 (4860) 4860

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1. 1 第一章质点运动学和牛顿运动定律 △ r 平均速度v=— △t 1.2 一△r dr 瞬时速度imo兀編1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量禾廿a=a t+a n 1.25加速度数值a= . a t2—a2 1.26法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同 1. 1.6 1.7 1.8 3速度 Um o = 平均加速度a=△ △t 瞬时加速度（加速度） l i m o ds dt □△m o △v =dv △t=dt 1.11 1.12 2 v a n=- R 1.27 1.28 1.29 切向加速度只改变速度的大小 ds v dt R竺 dt d ? "dT _ dv a t = dt 2 瞬时加速度a=dv=-^4 dt dt2 1.3 O 角加速度 d w dt d2? dt2 1.13 1.14 1.15 1.17 1.18 1.19 1.20 1.2 1 1.22 匀速直线运动质点坐标x=x o+vt 变速运动速度v=v o+at 一一1 2 变速运动质点坐标x=x o+v o t+ at 2 :v 2-v o2=2a（x-x o） 竖直上抛运动 速度随坐标变化公式自 由落体运动 1.16 1.3 1 角加速度 2 v a n=— R a与线加速度a n、a t间的关系 空R史R a dt dt gt 1 .2 at 2 2gy 抛体运动速度分量 抛体运动距离分量 射程X=沁空 g 飞行时间 轨迹方程 V o V o t 2g y=xtga y=xtga V x v y 2 v o gt 1 .2 2gt 2gy v o cos a v o sin a gt x v o cosa ?t v o sina?t jgt2 2 gx 2v2cos2a 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，除非 它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a的大小 与外力F的大小成正比，与物体的质量m成反比；加速度的方向与外 力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律：若物体A以力F1作用与物体B,则同时物体B必 以力F2作用与物体A;这两个力的大小相等、方向相反，而且沿同一直 线。 万有引力定律：自然界任何两质点间存在着相互吸引力，其大 小与两质点质量的乘积成正比，与两质点间的 距离的二次方成反比；引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G m1mi2 G为万有引力称量=6.67 X r 1O-11N?m/kg2 1.4O重力P=mg （g 重力加速度） Mm 1.41 重力P=G — r2 1.42有上两式重力加速度g=G鸟（物体的重力加速度与 r 物体本身的质量无关，而紧随它到地心的距离而变 ） 1.43胡克定律F= —kx （k是比例常数，称为弹簧的劲度系数）