混合法测固体比热容.ppt

混合法测固体的比热容 实验目的 掌握用混合法测固体的比热容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 量热器吸收的热量 搅拌器吸收的热量 式中 cx 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忽略温度计吸收的热量 根据热交换定律 得到 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 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 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 用天平称出干的量热内筒质量m2和搅拌器质量m3 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 测量量热器中水的初温t2 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 根据公式求出cx 用外推法确定水的初温和末温 步骤同前 步骤同前 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 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 5 数据作图 外推出TF与TE 分别为修正后水的终温与初温 t min T A B C D E F G 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 把铝块取出投入到量热器中时 动作要快 尽量不带水进去 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 温度计插入量热器水中尽可能深一些 但不碰被测物 思考题 冰的选择为什么要适当 过多 过少有什么不好 实验过程为什么要搅拌 系统的