用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
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
平衡温度为 t℃: 铝块放出的热量： 水吸收的热量：
cx m(t1 t )
1 c1m1 (t t2 )
2 c2 m2 (t t2 )
量热器吸收的热量：
3 c3m3 (t t2 )
——被测物体的比热容和质量 ——水的比热容和质量 ——量热器的比热容和质量 ——搅拌器的比热容和质量
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’(包括搅拌器），水的质量：m1=m’-m2-m3。
式中：
cx , m
c1 , m1
c 2 , m2
c3 , m3
忽略温度计吸收的热量，根据热交换定律：
1 2 3
得到：
(c1m1 c2 m2 c3m3 )(t t2 ) cx m(t1 t )
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 绝热盖 金属内筒 金属外 筒 搅拌器
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. 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。 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，
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。
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。 5. 数据作图。外推出TF与TE ， 分别为修正后水的终温与初温。
A BE t (min) G T℃ FC D
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。