# 汽化热：模型、参数与验证依据

## 模型

冷水、内筒、搅拌器的初始热容 $C_0=m_wc_w+m_1c_1+m_2c_2$。总进入质量 $M$ 中液滴比例 $z$，余者为100℃蒸汽；进入质量最终全部在量热器内凝结或混合。

$$C_0(T_f-T_i)=M[(1-z)L+c_w(100-T_f)]-Q_{loss},\qquad Q_{loss}=qML.$$

反演简化式忽略湿蒸汽和热损失，故匹配称量构成时 $L_{app}=(1-z-q)L$。页面显示各能量项，比较同构成与末态额外搅拌器的原始读数反演。

## 参数身份与适用范围

表 1　默认值

|量|默认|身份|
|---|---:|---|
|比汽化热|2.25×10⁶J/kg|原报告指定参考；李金英等2022亦采用该标尺，非本装置独立校准|
|冷水质量|0.11976kg|原初态总质量减内筒|
|凝结总质量|0.0078kg|原同构成质量差作为教学输入|
|初温|12.65℃|原285.8mV按源1mV/K关系转换|
|蒸汽温度|100℃|原理论设定，非实际气压校准|
|内筒/搅拌器质量|29.52/3.84g|原记录|
|水/内筒/搅拌器比热|4180/897/390 J/(kg K)|原采用常数|
|液滴比例z、损失q|0|各开放0–0.1的明确教学情景|

开放冷水80–200g、凝结1–15g、初温0–30℃、L=2000–2500kJ/kg。组合须预计末温低于99℃，保持完全凝结模型边界。假定同温充分混合，忽略量热器空间梯度与传输过程细节。热损失比例只是指定能量分项，不用其宣称拟合真实冷却过程。

## 资料与验证

原末态称量是否包含搅拌器不明确，保留同构成和末态额外搅拌器两种条件。U3=373.2mV为100℃理论圆整电压，不转换为实测100.05℃；AD590实际增益、零点与仪器限值待补。

独立Python以热平衡残差作Brent求根，覆盖质量、初温、L、湿蒸汽与损失组合；核对两种匹配称量构成和表观潜热恒等式。Node另验能量闭合、冷水量趋势、完全凝结边界和非法读数。验证见 `docs/simulation/vaporization-heat-reference.json`。

## 全文证据

李金英等《低成本改进一种简易测定水的汽化热实验装置》，大学物理2022,41(3):23–26，DOI [10.16854/j.cnki.1000-0712.210215](https://doi.org/10.16854/j.cnki.1000-0712.210215)。已核读全部4页，并检查p23、p25实际公式与单位图像。

- p23§1式1、式3给出蒸汽潜热、凝结水显热和初始量热系统吸热的能量平衡。项目在同一能量账本中加入明确指定的液滴比例和损失项，分别独立推导上述前向式与反演式。
- p24§2说明输送管凝结水、蒸汽温度受气压及传输影响；p25讨论残余液滴和实际入口温度。这些支持湿蒸汽情景的物理含义；本模型的z、q是独立教学参数，并非该文装置测量值。
- p24§3以相同内筒和搅拌器构成比较初末称量。项目据质量守恒要求固定称量构成，原报告末态是否含搅拌器仍不能由此文替代确认。
- 该文并未给出本项目AD590测量链的增益、零点或校准记录；源报告采用的1 mV/K仅作为原记录换算身份。当前比热、100℃与L标尺仍保留原报告采用值，未转移论文的铝筒比热或装置误差结论。

量纲核查：论文p23部分质量标g而比热标J/(kg·K)，计算须先统一为kg；p25比汽化热印作J/(kg·℃)，项目按能量/质量使用J/kg。p23温度计热容式中体积单位印为cm⁻³，未采用此式；温度计几何及热容缺少原始依据。论文表2部分L与所列百分误差不一致，未作为项目数值校准或独立参考。本文的独立验证来自能量守恒求根，不宣称复现论文装置的误差水平。

全文PDF SHA-256：`e7938cd2915e00f81088d2312ce649e1e3f719fc9a311d2edfa4c0097db96ad6`。