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1、電熱法測固體的比熱容遠景儀器BROADJING11.電熱法測固體的比熱容一．目的1．掌握基本的量熱方法---電熱法.2．測固體的比熱容.二．實驗儀器1.YJ-RZT-IIA數(shù)字智能化熱學(xué)綜合實驗平臺、2.量熱器、3.數(shù)字溫度計、4.加熱器、5.天平、6.待測金屬鋼珠、7.連接線.量熱器裝置如圖1所示：絕熱蓋絕熱墊外筒內(nèi)筒隔熱層溫度傳感器攪拌器攪拌電機加熱器待測物圖1三．原理如圖1所示,在量熱器中加入質(zhì)量為m的待測物,并加入質(zhì)量為m0的水,如果加在加熱器兩端的電壓為U,通過電阻的電流為I,通電時間為
2、τ,則電流作功為：A=UIτ(1)如果這些功全部轉(zhuǎn)化為熱能，使量熱器系統(tǒng)的溫度從t1℃升高至t2℃，則下式成立UIτ=(mc+m0c0+m1c1+ωc0)(t2-t1)(2)c為待測物的比熱容,c0為水的比熱熱容,m1為量熱器內(nèi)筒的質(zhì)量,c1為量熱器內(nèi)筒的比熱容,在測量中，除了用到的水和量熱器內(nèi)筒外，還會有其他諸如攪拌器、溫度傳感器、加熱器電熱法測固體的比熱容遠景儀器BROADJING等物質(zhì)參加熱交換,我們把攪拌器、加熱器和溫度傳感器等的質(zhì)量用水當量ω表示.ω可以由實驗室給出.由2式得:c＝〔UI
3、τ/(t2-t1)-m0c0-m1c1-ωc0〕/m(3)為了盡可能使系統(tǒng)與外界交換的熱量達到最小，在實驗的操作過程中就應(yīng)注意以下幾點：不應(yīng)當直接用手去把握量熱筒的任何部分；不應(yīng)當在陽光直接照射下進行實驗；不在空氣流通過快的地方或在火爐旁或暖氣旁做實驗.此外，由于系統(tǒng)與外界溫差越大，在它們之間傳遞越快；時間越長，傳遞的熱量越多.因此在進行量熱實驗時，要盡可能使系統(tǒng)與外界的溫差小些，并盡量使實驗進行得快些.四．實驗步驟1.用天平稱出不銹鋼量熱器內(nèi)筒質(zhì)量m1,加入一定量的水后用天平稱出其總質(zhì)量M,則水
4、的質(zhì)量m0=M-m1,2.用天平稱取一定量m（約100g）的金屬顆粒放于量熱器水中,如圖1所示,安裝好量熱器裝置.3.打開電源開關(guān),如圖2所示,調(diào)節(jié)恒壓調(diào)節(jié)鈕,使其恒壓輸出12V左右,圖24.如圖2所示,連接好加熱器電路,將測溫電纜和攪拌電機電纜與YJ-RZT-IIA數(shù)字智能化熱學(xué)綜合實驗平臺面板上對應(yīng)電纜座連接好,安裝好攪拌電機、測溫探頭、加熱器.4．打開攪拌開關(guān),記錄系統(tǒng)溫度t15.連接好加熱電阻電路。6.電熱法測固體的比熱容遠景儀器BROADJING將加熱電阻接在電功表輸出端，恒壓輸出調(diào)至1
5、2V，恒壓輸出的正端接入電功表輸入，恒壓輸出負端先不接，按壓“顯示“切換到計功狀態(tài)，按壓“功能”選擇計功為5分鐘，按“啟動”開始計功，同時迅速接通恒壓輸出負端至電功表輸入。5分鐘后，拔掉加熱電阻的連線(在通電過程中要不斷攪拌)電功表自動測量出這段時間之內(nèi)加熱電阻所做的功，斷電后仍要繼續(xù)攪拌，待溫度不再升高記錄其最高溫度t27.關(guān)閉攪拌開關(guān)、電源開關(guān),輕輕拿出溫度計、攪拌器、加熱器，將量熱器內(nèi)筒的水倒出,備用.8.重復(fù)測量3-5次，取平均值。9.重復(fù)測量3-5次，取平均值。水在25℃時的比熱容c0為
6、0.9970cal·g-1·℃-1(4.173J·g-1·℃-1),不銹鋼在25℃時的比熱容C2為0.120cal·g-1·℃-1(0.502J·g-1·℃-1),本實驗儀的水當量ω=6.68g(由實驗室給出).五.實驗數(shù)據(jù)m/gm1/gm,0/gt1/℃t2/℃U/VI/Aτ/sc/(J·g-1·℃-1)c＝〔UIτ/(t2-t1)-m0c0-m1c1-ωc0〕/m六.思考題1.為了減少系統(tǒng)與外界的熱交換，在實驗地點和操作中應(yīng)注意什么？2.水的初溫選得太高、太低有什么不好？3.系統(tǒng)的終溫由什么決
7、定的？終溫太高，太低有什么不好？4.金屬顆粒過大或過小有什么壞處？金屬顆粒的質(zhì)量以多大為宜？七．注意事項1.供電電源插座必須良好接地；2.在整個電路連接好之后才能打開電源開關(guān)；3.嚴禁帶電插拔電纜插頭；4.儀器加熱溫度不應(yīng)超過50℃.5.切勿將加熱器裸露在空氣中加熱.
