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混合法测固体的比热容

思考题
1. 冰的选择为什么要适当?过多、过少有什么不好? 2. 实验过程为什么要搅拌? 3. 系统的终温由什么决定?什么时候测定水的初温为宜? 4. 混合量热法必须保证什么条件?本实验的热学系统由哪些部分组成?
习题
1. 计算铝的比热容。 2. 找出产生误差的原因。
括搅拌器),水的质量:m1=m’-m2-m3。 4. 测量量热器中水的初温 t2。 5. 待烧杯中水沸腾后,将铝块迅速投入量热器中,并不断搅拌,此
时水温不断升高,记下平衡温度,即为终温t。 6. 根据公式求出 cx。
用外推法确定水的初温和末温
1. 步骤同前。
2. 步骤同前。
3. 量热器内筒装入适量的冷水,然后再加入适量的冰块,总量为250ml 左右。再用天平称出总质量m”,冰水混合的质量为:m1=m”-m2-m3。 等冰块熔化后,将温度计插入内筒观℃察温度变化。此时温度应在室温 以下。
忽略温度计吸收的热量,根据热交换定律:
1 2 3
得到:
cx
(c1m1
c2m2 c3m3 )(t m(t1 t)
t2)
实验仪器
量热器、天平、铝(铜)块、电炉、停表、搅拌器、冰块、温度计两支 (0-50.00℃ 和 0-100.0℃ 各一支)
温度计 绝热架
搅拌器
绝热盖 金属内筒
金属外 筒
量热器
量热器内筒置于绝热架上,外筒用绝热盖盖上,内外筒之间有绝热材料,内外筒间 热传导极少,热辐射和吸收热辐射也极少,可认为是孤立系统
实验步骤
1. 先将烧杯盛水置于电炉上加热,用天平称出铝块的质量m,用线 拴住铝块,投入烧杯中加热。
2. 用天平称出干的量热内筒质量 m2 和搅拌器质量 m3。 3. 用量杯盛水若250ml倒入量热器内筒,再用天平称出总质量m’(包
平衡温度为 t℃: cxm(t1 t)
铝块放出的热量: 1 c1m1(t t2 )
水吸收的热量: 量热器吸收的热量:
23
Байду номын сангаас
cc23mm23((tt
tt22
)
)
式中:
c x , m ——被测物体的比热容和质量 c1 , m1 ——水的比热容和质量
c2 , m2 ——量热器的比热容和质量
c3 , m3 ——搅拌器的比热容和质量
混合法测固体的比热容
实验目的
1. 掌握用混合法测固体的比热容 2. 了解外推法散热的修正原理
山东理工大学 物理实验中心
实验原理
比热容:一克质量的物质,温度每升高(或降低)1 所吸收(或放出) 的热量为该物质的比热容。单位:焦/(千克 度)。 混合法测固体的比热容:高温物体与低温物体在绝热容器内混合,高温物 体放出的热量将全部被低温物体吸收,最后达到同一温度(平衡温度)。 例: 质量为m克的铝块,温度 t1 ℃ ,迅速放到量热器内筒温度 t2 ℃ 的水中: 铝块:放热而降温 水,量热器和搅拌器:吸热而升温
G
A
BE
t (min)
外推法的散热修正原理及作图步骤
高温物体投入水中达到平衡时需要时间,量热器有部分热量传给外界 而耗散掉,因此实测终温不是理论计算中的终温。为减小误差,必须进行 修正,这种修正称散热修正。
在温度——时间坐标中,数据曲线如上图所示,AB段为外界供热冰水 温度上升阶段,CD段为高温物体投入稳定后向外散热温度下降部分。TB、 TC为水的实际初温与终温。 作图步骤:
在实测曲线BC间找一点G,过G作一垂直于坐轴的直线,它与AB和CD 的延长线交于E和F点,G的位置应使FGC和EGB所围的面积相等,TF、TE 分别为修正后水的终温和初温。 修正温度是将AB和CD向外延长得到,此方法称为外推法。
注意事项
1. 把铝块取出投入到量热器中时,动作要快,尽量不带水进去。 2. 实验前先认清温度计的刻度分布,读数准确、迅速。勿折断温度计。 3. 温度计插入量热器水中尽可能深一些,但不碰被测物。
4. 将温度计(0-50 ℃)插入内筒的冰水中,仔细观察温度变化,并每隔 一分钟记一次温度的读数。待水温升高到比室温低4 左右时,迅速 将铝块从沸水中取出投入量热器中,同时搅拌,
观察水温变化,每隔一分钟记一次 温度的读数。共计6-8分钟。
T℃
FC
D
5. 数据作图。外推出TF与TE , 分别为修正后水的终温与初温。
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