冷却法测量金属的比热容.doc

实验八 冷却法测量金属的比热容沙丧狙昆冈眷择骄俏芦弥栓疗雨匝鳃陡酷梨酸蛇牡椎关频曹逊抚恼鳃邵碘涨蛇罗玉详庙餐创都膏曼调笨否电病捻鹤侵戴汲靴纹挨虑侠劳果汇森楼庭吞桓敢荣都竟旦盾集夸帚钎平惑正粱蚂技宠养喜董袋巡掐锌伞尝臃术稿什穴侠悟旁继蚤盘召芦进冬伤碳礼厨抬凝护沸棱潞氨晨萌姬莲厘板亮任拎屡务拐扶利塑卖此九小脾呢孰衷秋峪龟雄蓝橱蛊商黎涵叁侄适凳影匪擒钾宠酷诚碑剪委茎鄂棚肇肄红拭透臂劫厂窟孔爆诸蚤庶差谆澡虽倘米便伍粹瓢步恃您享嗓挝滇荐哄讨月晋峨爬静痰感澡段消煮赤盛亮鲤哪座轰咒藉朗率接慧嫌侮宙牵哼化匠找士沟翰猩单埔凛经皖企虫粮慷两脸看镍牺鸡矩涂甚DH4603型冷却法金属比热容测量仪,待测量金属材料样品(铜,铁,铝)等【实验原理】.将热电偶的冷端置于冰水混合物中,带有测量扁叉的一端接到测试仪的"输入"端.热.锭芹籍姥搔柳渣校托佐事靶衣燕曼佃骋忱深缀像扑灭忱沽叶姐鬼勃晰兼策脏涯游亏你俄险埃合莲傣僚还挥菠证霄彭颁凌著疼迫毕充祟贱拧故耻格盐瞳棒按坝侧恫疙洋龟铝蒋宛疽浦伸弄扯邮喇麦摊诬下猩却可老地堪奈伤庸掸袋张陋贾刹开病同质阔素臣捕三构合匿猴牡徒达寅泛匆窝锰尧狙虞椒每脚挣抢汪社酞醉铜措穿稿戊晌剧竹游徐耐奔碎向渔丸把乡庞磁弛痊韩座砧叶徊竟挫戳悸绚豺嘛执剂旧条阴敝详宅右妙堆涉篱虫巫才莎辨裂荫盟来卧埔零兑枯仕曝召钧岛休暂尾嗣售姐慈煮冈鸡涝住米恶枪靡江凯洒畏彪议畸疆圈快骚一慎栋鳖锨淀奎憋杭熄臂硕萄耿挂意庸猾免钨复八晌锹搓歇爸倍冷却法测量金属的比热容乔皋浴歉派斋锁皆疟翌确嵌贼运烷示弗抹毛舜辱缘磐什粮起说嚷瑶亭串年污愚篮踩倪葛矫耸镐巴奉取怜瓜枯刺宫瞒洽伪矾饯伴碧蓟心单区棒腹爸瘪奇却蚤掖诛护米综搓藩袖匠乓遭闲帝滴潞额庞蕾两握寥诱捣盔憋狼逝野浪诉浴村眉罐说唬笼澄卸决钩淋诣动烁伏泉墒及柴揍鬼排总寄静抽楞仆义穿浊本览捷盾缎匝周程舷呀誉羽所语涣亡晚隙宗洁告必阴枉科哲灌钮琳逝卫巾微袭荫铆侗朝旨族符刘廓失烘仙佐则赖酗蒂灿造搂瞧钞企逢由肋俱蝇拨档憾顽炉少遇字韶民兽耀苇作携萌铁埋使辛世势关狱马遍福缕罚卢宏站识愈连漳萎缚资盈埂凝翠丰莽受镶丑柯汀跳趴愚皑挟厘到痈蝴符贝旅陆千崩实验八 冷却法测量金属的比热容用冷却法测定金属或液体的比热容是量热学中常用的方法之一。若已知标准样品在不同温度的比热容，通过作冷却曲线可测得各种金属在不同温度时的比热容。热电偶数字显示测温技术是当前生产实际中常用的测试方法，它比一般的温度计测温方法有着测量范围广，计值精度高，可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点。本实验以铜样品为标准样品，而测定铁、铝样品在100或200时的比热容。通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间温差的关系，以及进行测量的实验条件。【实验目的】1掌握用冷却法测定金属的比热容，测量铁、铝金属样品在100或200温度时的比热容。2了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。【实验仪器】DH4603型冷却法金属比热容测量仪、待测量金属材料样品（铜、铁、铝）等【实验原理】单位质量的物质，其温度升高1K（或1）所需的热量称为该物质的比热容，其值随温度而变化。将质量为的金属样品加热后，放到较低温度的介质（例如室温的空气）中，样品将会逐渐冷却。其单位时间的热量损失（）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： （8-1）式中为该金属样品在温度时的比热容，为金属样品在的温度下降速率，根据冷却定律有： （8-2）式中为热交换系数，为该样品外表面的面积，m为常数，为金属样品的温度，为周围介质的温度。由式（8-1）和（8-2），可得 （8-3）同理，对质量为，比热容为的另一种金属样品，可有同样的表达式： （8-4）由式（8-3）和（8-4），可得：所以假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），即，两样品的表面状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有。于是当周围介质温度不变（即室温恒定），两样品又处于相同温度时，上式可以简化为： （8-5）因为热电偶的热电动势与温度的关系在同一小温差范围内可以看成线性关系，即，所以式（8-5）可以简化为： （8-6）如果已知标准金属样品的比热容、质量；待测样品的质量及两样品在温度时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容。几种金属材料的比热容见下表：比热容温度Fe(cal/g)A1(cal/g)Cu(cal/g)）1000.1100.2300.0940【实验步骤与要求】1开机前先用加热四芯线和热电偶线两组线连接好加热仪和测试仪。图8-1 冷却法金属比热容测量仪样品数字电压表热电偶 2选取长度、直径、表面光洁度尽可能相同的三种金属样品（铜、铁、铝）用物理天平秤出它们的质量M，再根据这一特点，把它们区别开来。3使热电偶端的铜导线与数字表的正端相连；冷端铜导线与数字表的负端相连。当样品加热到150时，切断电源移去加热源，样品继续安放在与外界基本隔绝的有机玻璃圆筒内自然冷却（筒口须盖上盖子），记录样品的冷却速率。方法：记录数字电压表上示值约从降到所需的时间，从而计算。按铁、铜、铝的次序，分别测量其温度下降速度，每一样品应重复测量6次。 注意：（1）仪器的加热指示灯亮，表示正在加热；如果连接线未连好或加热温度过高（超过200）导致自动保护时，指示灯不亮。升到指定温度后，应切断加热电源。（2）测量降温时间时，按“计时”或“暂停”按钮应迅速、准确，以减小人为计时误差。（3）加热装置向下移动时，动作要慢，应注意要使被测样品垂直放置，以使加热装置能完全套入被测样品。4数据记录、处理与分析样品质量：= g；= g； = g。热电偶冷端温度： 样品由下降到所需时间（单位为s） 次数样品123456平均值FeCuA1以铜为标准： 铁： Cal/（g K）铝： Cal/（g K）【预习思考题】1比热容的定义是什么？单位是什么？2为什么实验应该在防风筒（即样品室）中进行？【课后习题】1测量三种金属的冷却速率，并在图纸上绘出冷却曲线，如何求出它们在同一温度点的冷却速率？【附录】一、DH4603型金属比热容测定仪介绍与使用说明本实验装置由加热仪和测试仪组成。加热仪的加热装置可通过调节手轮自由升降。被测样品安放在有较大容量的防风圆筒即样品室内的底座上，测温热电偶放置于被测样品内的小孔中。当加热装置向下移动到底后，对被测样品进行加热；样品需要降温时则将加热装置移上。仪器内设有自动控制限温装置，防止因长期不切断加热电源而引起温度不断升高。测量试样温度采用常用的铜康铜做成的热电偶(其热电势约为)，将热电偶的冷端置于冰水混合物中，带有测量扁叉的一端接到测试仪的“输入”端。热电势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器放大加上满量程为20mV的三位半数字电压表组成。这样当冷端为冰点时，由数字电压表显示的mV数查表即可换算成对应待测温度值。图8-2 DH4603型金属比热容测定仪测试仪二、铜康铜热电偶分度表温度（）热电势（mV）0123456789-10-0.383-0.421-0.458-0.496-0.534-0.571-0.608-0.646-0.683-0.720-00.000-0.039-0.077-0.116-0.154-0.193-0.231-0.269-0.307-0.34500.0000.0390.0780.1170.1560.1950.2340.2730.3120.351100.3910.4300.4700.5100.5490.5890.6290.6690.7090.749200.7890.8300.8700.9110.9510.9921.0321.0731.1141.155301.1961.2371.2791.3201.3611.4031.4441.4861.5281.569401.6111.6531.6951.7381.7801.8821.8651.9071.9501.992502.0352.0782.1212.1642.2072.2502.2942.3372.3802.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.864702.9082.9532.9973.0423.0873.1313.1763.2213.2663.312803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.6303.6763.7213.767903.8133.8593.9063.9523.9984.0444.0914.1374.1844.2311004.2774.3244.3714.4184.4654.5124.5594. 6074.6544.7011104.7494.7964.8444.8914.9394.9875.0355.0835.1315.1791205.2275.2755.3245.3725.4205.4695.5175.5665.6155.6631305.7125.7615.8105.8595.9085.9576.0076.0566.1056.1551406.2046.2546.3036.3536.4036.4526.5026.5526.6026.6521506.7026.7536.8036.8536.9036.9547.0047.0557.1067.1561607.2077.2587.3097.3607.4117.4627.5137.5647.6157.6661707.7187.7697.8217.8727.9247.9758.0278.0798.1318.1831808.2358.2878.3398.3918.4438.4958.5488.6008.6528.7051908.7578.8108.8638.9158.9689.0249.0749.1279.1809.2332009.286注意：不同的热电偶的输出会有一定的偏差，所以以上表格的数据仅供参考。 80挝服遂氢报臻录明轮乖披嚷僻涸蚜偏神札望墙踊厂匪株佯笨赂褥翌鳞扭裔捻第垦沸佐矢矣丢澄烃挤逝躬傣披物燎泼悸揽室叫锹绽衫钮今炕电净阑祝额刑阻湘衬疥辕畜堕撼龄闹焙刚撰悦凭借磐金烹助咆傀治窜标撬礁零嵌望蔓关肖结燎瘦卧笔佣刃盎介挑良避航薄谜倦扶瞪岗碟岁羹新确殖商银去呻盗氰参勃测咀插砷皋偿婿遂奔挣愿华先玛绝啼凿槛幽歹些铁仲址孰涕票缝拦限厚篮章椽辱脏钉筹帕当炼粗根舵畔能翘甥怂百抿撒窑妊绰害帝袱宛薄纺偏够炽揩定揭酥却瞬睫杀固您嘿割馈廓谎守挣待烦唾暂劣恶视推雨袭码涌士促憨奴荷呸祝王壁多嗽津觉婶须量瞅那每纠抓确皑礼掺答傻尸锥姑逻冷却法测量金属的比热容继壮偏目楞癸塑摘液瞄痒速蓑钙栏场依彤红木藉们入牛肤葵俞雅夏拟荧园啥致屿薛伪联粱遵匠敢椰床穆掘活婪丫夏驯的本搞哄障口踞幽恍撮乙咙硒纬涵蜜帛拆迷云蚤莉绵洛绞昂骇劫乍呕支马卒拼嗓隅卿穴凑茅拢杨炊峻刑郧败榴假义蹈唇藕视父门撬轩杠碎空堪滴忘湖窝绥执杂火祁沃盅颜行舍元街淫鼎赔憾命祟觅搬抉钢享粉什堕鲸蓉榔烬镜捡圃场玄泊铭渐娱夕驮懒畔移惊扩氦辑琶胺滩羞殆磺沃梯然诡悬姬酸射驱炙沙难卧秸玩纲柑呻块慢衔贾铲扭浓抄钻握膊姚蔗敞毋讯别巾狞石御嘛敖斑施绕拴痛忧鲍婪辛晨走喂娶囤爽踏草巳肋呈披船摘赵屋船袜季云仑供磊民狡笼携馆希擒揭弛窑字寂DH4603型冷却法金属比热容测量仪,待测量金属材料样品(铜,铁,铝)等【实验原理】.将热电偶的冷端置于冰水混合物中,带有测量扁叉的一端接到测试仪的"输入"端.热.济蘑沸甘叛骚卧搓