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1、实验2 热功当量的测量实验目的1. 用电热法测热功当量。2. 学习用牛顿冷却定律修正终温。仪器设备 量热器 温度计 物理天平 停表 小量筒 稳压电源 直流电压表 直流电压表实验原理1 用电热法测热功当量J功可以转化为热，热也可以转化为功，它们是能量转化的两种方式。功的单位常用焦耳（J），热的单位常用卡（cal），一卡的热量转化为功的焦耳数叫做热功当量，它的单位是。 电热法测定热功当量的实验装置如图111所示。 图111 设加在电阻丝两端的电压为U，通过电阻丝的电流为 I，在时间 内，电场力做功为： A=UI （111）如果这些功全部转化为热，使盛水的量热器系统的温度从升高到 T ，则系统吸收的

2、热量为： (11-2)式中、分别是水、量热器内筒、搅拌器、接线柱及电阻丝的热容量，V是温度计插入水中部分的体积，单位是，Q的单位是cal。如果整个过程系统和外界没有能量交换，则：A=JQ （11-3）故 （11-4）2、系统散热的修正 实际上，实验系统并非理想的绝热系统。在加热使系统升温的过程中，系统不可避免地要与外界进行热量交换（系统向外散热）。因此系统实际达到的终温 要低于不散热时应达到的终温T.为了求得T，比须先求得由于散热引起的温度损失。=T- (11-5)求的方法如下。 根据牛顿冷却定律，当系统温度与环境温度相 差不大时系统温度变化的速度与系统的温度T和环境温度之差成正比。即： （1

3、1-6）式中K是散热系数，与系统的表面状况及热容有关。假若环境温度是不变的，则上式可写为： （11-7）实验时，选择系统自然冷却后的某时刻t=0，温度为，经过时间t后温度为，则由（11-7）式积分，并代入上述条件，得： （11-8）将K代入（11-6）式可算出每分钟系统散热而降低的温度近似等于： （11-9）实验过程中每隔一分钟记下系统在加热过程中的温度T、T、T、。以、作为第1、2、3分钟的平均温度，根据（11-9）式可以求出第1、2、3分钟内由于散热而降低的温度d,d,d，这样，第1、2、3、分钟末由于散热而导致温度损失、为： = d = d = d 实验内容 1用物理天平测出量热器内筒质量m,搅拌器的质量m，接线柱及电阻丝的质量m,在量热器内筒中加水，测出其质量m,则水的质量m为： m= m- m 2按图11-1连接好电路，接通电源，同时按下停表计时，记下开始时的环境温度和系统的温度T，以后每隔一分钟记录一次水温，直至水温比室温高约10C左右。在此过程中必须不停的、均匀地，轻轻地对系统进行搅拌，并记录电压U和电流I。 3断开电源，记下加热时间，隔一段时间后记下系统达到的最高温度，同时再记录一次室温。当系统自然冷却时，每隔一分钟记录一次系统的温度T。 4测量温度计在水中部分体积V（方法同实验10） 5计算热功当量。思考题1 实验应满足哪些条件？2 如何用作图法求K值

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