混合法测定固体的比热容

混合法测定固体的比热容姓名 学号 摘要：用混合法测定金属块的比热容，并通过图解法对其进行散热修正。关键词：比热容 ，混合法, 量热器，散热修正。1引言：根据热平衡原理用混合法测定固体（金属块）的比热容。由于混合过程中量热器与环境有冷热交换，致使读出的初，末温度与理想状态下不同，故需要对其进行散热修正2实验目的：研究基本的量热方法。 用混合法测定固体的比热容。研究热学试验中系统散热带来的误差的修正方法。3实验仪器：量热器,温度计,物理天平,停表,小量筒,待测物(金属块)，小烧杯，游标卡尺。4实验原理：4.1根据热平衡原理用混合法测定固体的比热容将质量为，温度为的金属块投入量热器水中，设量热器（包括搅拌器和温度计插入水中的部分）的比热容为，其中水的质量为，比热容为，待测物体投入水中之前的水温为，待测物体投入水之前瞬间的温度为，待测物体投入水中之后，其混合温度为，则在不计量热器与外界的热交换的情况下， （1） C（2） (为量热器筒和搅拌器的质量，为其比热容，C为温度计插入水中部分的比热容) C （3） （为温度计插入水中部分的体积）4.2由于混合过程中量热器与环境有热交换，先吸热，后放热，致使读出的初温和混合温度 都与无热交换是的初温和混合温度不同，因此须对 进行修正。 用图解法把系统温度外推到假定与外界的热交换进行得无限快的情况下进行修正 CT OBt 。 5实验步骤：1用物理天平称出被测金属块的质量，量热器内筒的质量，及实验所用水的质量。2把盛有水的量热器内筒放入量热器中，通过塞盖插把温度计与搅拌器深入水中，均匀搅动搅拌器 ，每30秒读一次水温，并记录。 3把加热过的高温金属块迅速投入量热器的水中，继续搅拌，观察温度计示数的变化记录。6实验数据： 室温 卡 焦时间温度01234566.156.3021.4421.5221.6221.7021.7821.8521.9029.0030.006.4577.3089101112131430.2030.2030.1930.1830.1530.1430.1230.1130.1030.088实验数据处理：由式（3）得 C=1.9焦 由式(2)得 2.14焦由式(1)得 0.094卡由图可得修正后的=32 =22 C=0.42焦 合成不确定度来源于量筒，温度计，秒表，电子天平 U=0.03焦所以=焦9对实验进行散热修正 实验中量热器系统的温度随时间变化曲线如图AEFD所示，过室温作一直线，与曲线交于O点，过O点作 一竖直线MN.MN与AE,DF延长线分别交于B和C，因水温达室温前，量热器一直在吸热，故混合过程的初温应是与B点对应的。此值高于投物时记下的温度，同 理，水温高于室温后，量热器向外散热，故混合后的最高温度C点对应的温度，此值也高于温度计显示的最高温度。 10讨论:a上图中，BOE表示吸热面积，COF表示散热面积，当两面积相等时说明实验过程中对环境的吸热与散热相消，否则实验将受环境影响。b量热器中温度计位置要适中,不能靠近放入的高温物体,因为未混合充分的局部温度可能很高.c混合前的水温不宜与比室温低得过多(控制在室温左右),因为温度过低可能使量热器附近的温度降到零点,致使量热器外侧出现凝结水,而在温度升高后这凝结水蒸发时将散失较多的热量.d搅拌的速度不能太快，以防止有水溅出.11参考文献：a普通物理实验林抒，龚镇雄主编.北京：人民教育出版社，1981，14915b普通物理实验1，力、热学部分（第四版）/杨述武，赵立竹，沈国土主编. 北京：高等教育出版社，2007.12（2009重印），162-166c物理实验（上）王宏义等主编.内蒙古人民出版社