混合法測定固體的比熱容

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1、混合法測定固體的比熱容姓名學(xué)號摘要：用混合法測定金屬塊的比熱容，并通過圖解法對其進(jìn)行散熱修正。關(guān)鍵詞：比熱容，混合法,量熱器，散熱修正。1引言：根據(jù)熱平衡原理用混合法測定固體（金屬塊）的比熱容。由于混合過程中量熱器與環(huán)境有冷熱交換，致使讀出的初，末溫度與理想狀態(tài)下不同，故需要對其進(jìn)行散熱修正2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯炕镜牧繜岱椒?。用混合法測定固體的比熱容。研究熱學(xué)試驗(yàn)中系統(tǒng)散熱帶來的誤差的修正方法。3實(shí)驗(yàn)儀器：量熱器,溫度計(jì),物理天平,停表,小量筒,待測物(金屬塊)，小燒杯，游標(biāo)卡尺。4實(shí)驗(yàn)原理：4.1根據(jù)熱平衡原理用混合法測定固體的比熱容將質(zhì)量為，溫度為的金屬塊投入量熱器水中，設(shè)量熱器（

2、包括攪拌器和溫度計(jì)插入水中的部分）的比熱容為，其中水的質(zhì)量為，比熱容為，待測物體投入水中之前的水溫為，待測物體投入水之前瞬間的溫度為，待測物體投入水中之后，其混合溫度為，則在不計(jì)量熱器與外界的熱交換的情況下，（1）C′（2）(為量熱器筒和攪拌器的質(zhì)量，為其比熱容，C′為溫度計(jì)插入水中部分的比熱容)C′（3）（為溫度計(jì)插入水中部分的體積）4.2由于混合過程中量熱器與環(huán)境有熱交換，先吸熱，后放熱，致使讀出的初溫和混合溫度都與無熱交換是的初溫和混合溫度不同，因此須對進(jìn)行修正。用圖解法把系統(tǒng)溫度外推到假定與外界的熱交換進(jìn)行得無限快的情況下進(jìn)行修正CTOBt。5實(shí)驗(yàn)步驟：1用物理天平稱出被測

3、金屬塊的質(zhì)量，量熱器內(nèi)筒的質(zhì)量，及實(shí)驗(yàn)所用水的質(zhì)量。2把盛有水的量熱器內(nèi)筒放入量熱器中，通過塞蓋插把溫度計(jì)與攪拌器深入水中，均勻攪動(dòng)攪拌器，每30秒讀一次水溫，并記錄。3把加熱過的高溫金屬塊迅速投入量熱器的水中，繼續(xù)攪拌，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化記錄。6實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：室溫卡／℃焦／℃時(shí)間溫度01234566.15″6.30″21.4421.5221.6221.7021.7821.8521.9029.0030.006.45″77.30″89101112131430.2030.2030.1930.1830.1530.1430.1230.1130.1030.088實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：由式（3）得C′=

4、1.9焦／℃由式(2)得2.14焦／℃由式(1)得0.094卡／℃由圖可得修正后的′=32℃′=22℃C=0.42焦／℃合成不確定度來源于量筒，溫度計(jì)，秒表，電子天平U=0.03焦／℃所以=焦／℃9對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行散熱修正實(shí)驗(yàn)中量熱器系統(tǒng)的溫度隨時(shí)間變化曲線如圖AEFD所示，過室溫作一直線，與曲線交于O點(diǎn)，過O點(diǎn)作一豎直線MN.MN與AE,DF延長線分別交于B和C，因水溫達(dá)室溫前，量熱器一直在吸熱，故混合過程的初溫應(yīng)是與B點(diǎn)對應(yīng)的。此值高于投物時(shí)記下的溫度，同理，水溫高于室溫后，量熱器向外散熱，故混合后的最高溫度C點(diǎn)對應(yīng)的溫度，此值也高于溫度計(jì)顯示的最高溫度。10討論:a上圖中，BOE表

5、示吸熱面積，COF表示散熱面積，當(dāng)兩面積相等時(shí)說明實(shí)驗(yàn)過程中對環(huán)境的吸熱與散熱相消，否則實(shí)驗(yàn)將受環(huán)境影響。b量熱器中溫度計(jì)位置要適中,不能靠近放入的高溫物體,因?yàn)槲椿旌铣浞值木植繙囟瓤赡芎芨?c混合前的水溫不宜與比室溫低得過多(控制在室溫左右),因?yàn)闇囟冗^低可能使量熱器附近的溫度降到零點(diǎn),致使量熱器外側(cè)出現(xiàn)凝結(jié)水,而在溫度升高后這凝結(jié)水蒸發(fā)時(shí)將散失較多的熱量.d攪拌的速度不能太快，以防止有水濺出.11參考文獻(xiàn)：a《普通物理實(shí)驗(yàn)》林抒，龔鎮(zhèn)雄主編.—北京：人民教育出版社，1981，149—15b《普通物理實(shí)驗(yàn)1》，力、熱學(xué)部分（第四版）/楊述武，趙立竹，沈國土主編.—北京：高等教育出

6、版社，2007.12（2009重?。?，162-166c《物理實(shí)驗(yàn)（上）》王宏義等主編.—內(nèi)蒙古人民出版社