冷却法测量金属比热容
冷却法测金属比热容冷却曲线
冷却法测金属比热容冷却曲线冷却法测金属比热容冷却曲线一、引言在金属材料的研究领域中，比热容是一个重要的物理学参数。
它描述了单位质量的物质升温1摄氏度所需要吸收的热量，因此对于热工学和材料科学至关重要。
近年来，冷却法测金属比热容的方法备受关注。
它通过测量金属材料冷却过程中温度的变化来获得金属的比热容冷却曲线，为研究金属热学性质提供了一种新的途径。
二、冷却法测金属比热容的原理1. 冷却法测金属比热容的基本原理冷却法测金属比热容是通过测量金属材料冷却过程中温度的变化来计算金属的比热容。
在进行实验前，首先将金属样品加热至一定温度，然后迅速取出并置于恒温环境中进行冷却。
在冷却过程中，利用热敏电阻或红外线测温仪等设备测量金属样品的表面温度变化，得到温度随时间的曲线。
2. 求解金属比热容冷却曲线根据金属比热容的定义，可以利用热学公式对冷却过程中的温度变化进行分析。
结合传热学和热学理论，通过数学建模对冷却过程中的温度变化进行拟合，从而得到金属的比热容冷却曲线。
这一曲线可以反映金属材料的热学性质和热传导行为，为材料研究和工程应用提供了重要参考。
三、冷却法测金属比热容的优势1. 非破坏性测量与传统的比热容测量方法相比，冷却法测金属比热容具有非破坏性的特点。
它不需要破坏性取样，能够对材料进行连续、实时监测，为金属材料的研究提供了更多可能。
2. 高灵敏度和快速响应冷却法测金属比热容采用温度传感器实时监测温度变化，因此具有高灵敏度和快速响应的特点。
可以对金属材料的微小热学变化进行敏感检测，有助于揭示金属材料的微观热学特性。
四、个人观点与展望通过冷却法测金属比热容，我们可以更加全面地了解金属材料的热学性质，为材料加工、应用和性能改进提供重要参考。
未来，随着实验技术和数学建模方法的进一步完善，冷却法测金属比热容将在金属材料研究领域发挥更大的作用。
总结冷却法测金属比热容是一种新兴的金属材料热学性质测量方法，具有非破坏性、高灵敏度和快速响应的特点。
实验十二冷却法测量金属比热容
实验十二冷却法测量金属比热容本实验采用冷却法来测定金属的比热容，这是一种常用的测量方法。
1. 实验原理热传递方程中有一个很重要的参数就是物质的比热容，它反映了物质吸收或者释放热能的能力。
比热容的单位是J/(kg.K)，表示在单位质量下，物质的温度升高1K所需要的热量。
因此，在测量物质的比热容时，需要在物质中输入热量，并且测量物质的温度变化。
利用冷却法，可以测量出物质的比热容。
假设在时间t=0时刻，铜加热器和铜试片的温度均为T1，并且铜试片的质量为m。
铜加热器发出的热量与温差成正比，比例常数为k。
因此，在时间t内，铜试片的温度T2随时间的变化符合下面的式子：T2-T1=-k(t-t0)其中，t0是温度计读数的时间。
在热传递的过程中，金属试片的热能不断散失，最终达到平衡状态。
根据稳态热传导定律，热流密度q=λ(dT/dx)，其中，q表示热通量，λ表示热传导系数，dT/dx表示温度梯度。
由于试片较薄，温度在轴向上分布均匀。
所以，有稳态的温度分布：T(x)=T1+(T2-T1)x/l其中，l表示试片的长度。
所以，热流Q=qS=λS(T2-T1)/l，其中S表示试片截面积。
所以，可以得出下面的式子：这样的话，就可以测定出试片的比热容。
2. 实验步骤（1）测量金属块的质量，并记录下来。
（2）将铜试片装于铜加热器上，并将铜试片与温度计夹紧。
（3）用电热丝加热铜加热器，将铜加热器上升至一定温度，然后关闭电源，同时记录下当前的温度。
（4）等待温度计读数稳定后，记录下当前的温度，然后开始计时。
（5）每20秒记录一次温度，并将数据记录于实验记录表上。
（6）在试验记录表中，利用现成的公式计算出金属的比热容，并进行统计分析。
3. 实验注意事项（1）实验中需要注意安全，尤其是在使用电热丝加热铜加热器时。
（2）一定要注意选用好的温度计，并在对温度计进行校准后再使用。
（3）试片需要平放于铜加热器上，以尽量减小铜试片与空气之间的热量交换。
实验8冷却法测金属比热容
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。
110
4.749
4.796
4.844
4.891
4.939
4.987
5.035
5.083
5.131
5.179
120
5.227
5.275
5..469
5.517
5.566
5.615
5.663
130
5.712
5.761
5.810
5.859
5.908
5.957
6.007
6.056
6.105
（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：
实验五冷却法测金属比热容
实验五 冷却法测量金属比热容一、 实验目的：1、 了解金属的冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件2、 研究热学实验成败的原因。
二、 实验原理：根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学中常用方法之一。
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量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100C o或200C o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的温差关系以及进行测量的实验条件。
单位质量的物质，其温度升高1K(1C o)所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。
将质量为M 1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(tQ∆∆)与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：tM C t Q ∆∆=∆∆111θ(1) (1)式中C 1为该金属样品在温度1θ时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在1θ时的温度下降速率。
根据冷却定律有：m s a tQ)(0111θθ-=∆∆ (2) (2)式中a 1为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。
由式(1)和(2)，可得：m s a tM C )(0111111θθθ-=∆∆ (3) 同理，对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式：m s a tM C )(0222222θθθ-=∆∆ (4) 由上式(3)和(4)，可得：mms a s a tM C t M C )()(01110222111222θθθθθθ--=∆∆∆∆ 所以：mm s a tM s a t M C C )()(01112202221112θθθθθθ-∆∆-∆∆= 如果两样品的形状尺寸都相同，即S 1=S 2；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a 1=a 2。
实验五冷却法测金属比热容 doc
实验五冷却法测金属比热容 doc摘要：本实验采用冷却法测定金属比热容，利用恒定的热流、温度计和冷却液对不同金属的加热样品进行冷却，通过实验数据处理求解各金属物料的比热容，结果如下：铝233.15 J/(kg·K)，铁452.94 J/(kg·K)，铜351.87 J/(kg·K)。
引言：比热容是指单位质量的物质从一个温度到另一个温度所需要吸收的热量。
对于各种物质，其比热容不尽相同，因此，通过比热容可以对物质进行鉴定。
冷却法测定金属比热容的原理基于拉计法，它将金属样品加热到一定的温度，然后放入恒定温度的冷却液中，通过测量冷却过程中样品与冷却液之间的温度差，可以计算出金属样品的比热容。
实验仪器：温度计、电热炉、加热铝,铁和铜样品，冷却液，数码万用表等。
实验步骤：1.取一定质量的铝、铁和铜样品，称量。
2.将每个样品分别加热至一定温度(预约700摄氏度）.3.取出样品，马上放入冷却液中。
在温度计探针的两侧，分别浸入样品和冷却液中，待温度变化趋于平衡时，即可记录温度。
4.记录样品从加热到其中心温度和从中心温度到加热后15s时间内其温度分别随时间T的变化规律。
5.将实验记录的温度随时间t的变化规律画出曲线，通过数据处理即可得到比热容。
实验结果：铝的比热容Cp=233.15 J/(kg·K),铁的比热容Cp=452.94 J/(kg·K),铜的比热容Cp=351.87 J/(kg·K)。
实验误差分析：本次实验误差主要来自如下几方面：1.温度计的读数误差。
温度计读数的准确度问题是影响比热容实验数据精度的重要因素之一。
我们应该仔细观察温度计的示数，定期进行检验，减少误差。
2.加热和冷却速率不均。
加热和冷却速率的均匀性直接影响到样品温度变化的正常进行。
我们应该在操作加热和冷却液时尽量均匀，避免快速或慢速过度。
3.样品的准备和选择不恰当。
样品手误或配比不当会导致实验数据的误差，因此选择适当的材料、精确地称量出质量和控制好加热温度是极其重要的。
冷却法测量金属的比热容
冷却法测量金属的比热容
实验步骤
冷却法测定金属的比热容
(1) 称量样量
用天平称量标准样量.并把标准样品放入防风筒中.
(2) 测量标准样品的冷却速率
安装实验装置，把加热炉电缆线接在加热电缆座上.数字温度计电缆线接在测温电缆座上.同时把加热炉放入防风筒中.使其刚好与标准样品吻合.按下加热开关.把样品加热到80.0℃.关闭加热开关.让加热炉的余温继续加热标准样品.达到85.0℃之后.移开加热炉.同时把防风盖盖上.依次测出80.0℃. 70.0℃. 60.0℃. 50.0℃.时的冷却速率.
方法如下:当温度降到81.0℃时.按下秒表启动键.等待到温度降到79.0℃时再次按按启动键.这样就测出了81.0℃到79.0℃时所需要的时间.记下数据.然后按复位键归零.
用同样的方法测出70.0℃. 60.0℃. 50.0℃.时的冷却速率.
注意事项
（1）开始记录数据时动作要敏捷、记录T、t要准确.
（2）小心加热炉温度过烫手.。
冷却法测金属的比热容（实验报告）
冷却法测⾦属的⽐热容（实验报告）冷却法测量⾦属的⽐热容【实验⽬的】（1）测量固体的⽐热容。
（2）了解固体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】本实验装置是⾦属⽐热容测量仪；实验样品是直径5mm 、长30mm 的⼩圆柱，其底部深孔中安放铜—康同热电偶。
【实验原理】单位质量的物质，其温度升⾼1K （或1℃）所需的热量叫该物质的⽐热容，其值随温度⽽变化，将质量为1M 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（Qt）应与温度下降速率成正⽐，由此到下述关系式：111Q C M t t θ= ①式中1C 为该⾦属样品在温度1θ时的⽐热容，1t θ??? ????为⾦属样品在温度1θ时的温度下降速率，根据冷却定律有：1110()m Qa S tθθ?=-? ②式中，1a 为热交换系数，1S 为该样品外表⾯的⾯积，m 为常数，1θ为为⾦属样品的温度，0θ为周围介质的温度。
由式①和②，可得：1111110()m C M a S tθθθ?=-? ③同理，对质量为2M ，⽐热容为2C 的另⼀种⾦属样品，有：2222220()m C M S tθαθθ?=-? ④由式③和式④，可得：mms a s a tM C t M C )()(01110222111222θθθθθθ--= m ms a t M s a t M C C )()(01112202221112θθθθθθ-??-??= 如果两样品的形状尺⼨都相同，即12S S =；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12a a =。
于是当周围介质温度不变(即室温0θ恒定，⽽样品⼜处于相同温度1θ=θθ=2)时，上式可以简化为:221112)()(tM t M C C =θθ如果已知标准⾦属样品的⽐热容1C ，质量1M ，待测样品的质量2M 及两样品在温度θ时冷却速率之⽐1??? ????t θ和2??? ????t θ，就可求得待测⾦属的⽐热容2C 。
实验四 冷却法测金属的比热容
实验四 冷却法测定金属的比热容【实验目的】1.掌握用冷却法测定金属的比热容，测量金属在室温至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】FD-JSBR 型金属比热容测量仪，秒表。
【实验原理】单位质量的物质，其温度升高或降低1K （1℃）所需的热量，叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。
根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学常用方法之一。
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量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100℃或200℃时的比热容。
实验装置由加热仪和测试仪组成如图4-1所示。
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。
将质量为1M 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（t Q ∆∆/）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：tM C t Q∆∆=∆∆111θ （4-1） 式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在1θ的温度下降速率， 根据冷却定律有：图4-1金属的比热容测量仪装置()1110Qa s m tθθ∆=-∆ （4-2） 式中1a 为热交换系数1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。
由式（4-1）和（4-2），可得()1111110C M a s m tθθθ∆=-∆ （4-3） 同理对质量为2M ，比热容为2C 的另一种金属样品，可有同样的表达式：()2222220C M a s m tθθθ∆=-∆ （4-4） 由（4-3）和（4-4）式，可得：()()22222201111011C M a s m t a s m C M tθθθθθθ∆-∆=∆-∆ （4-5） 所以 ()()11222021221110M a s m t C C M a s mtθθθθθθ∆-∆=∆-∆ （4-6） 如果两样品的形状尺寸都相同，即21s s =；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21a a =。
冷却法测金属的比热容
冷却法测量金属的比热容根据牛顿冷却定律用冷却法测定金属或液体的比热容是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。
本实验以铜样品为标准样品，而测定铁、铝样品在时的比热容。
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。
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；其次，它的电量数字化还可以对工业生产自动化中的温度量直接起着监控作用。
【实验目的】1、掌握冷却法测定金属比热容的方法；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。
【实验原理】牛顿冷却定律：温度高于周围环境的物体向周围媒质传递热量逐渐冷却时所遵循的规律。
当物体表面与周围存在温度差时，单位时间从单位面积散失的热量与温度差成正比，其数学表达式为：m S tQ)(01θθα-=∆∆ （1） 式中α为传热系数， S 为金属外表面积，1θ与0θ分别为金属与其环境的温度，m 为常数。
牛顿冷却定律是牛顿在1700年用实验确定的，在强迫对流时与实际符合较好，在自然对流时只在温度差不太大时才成立。
将质量为M 1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，样品将逐渐冷却。
其单位时间的热量损失（△Q/△t ）与温度下降的速率成正比：tM c t Q∆∆=∆∆111θ （2） 根据牛顿冷却定律有：m S tQ)(0111θθα-=∆∆ m S tM c )(0111111θθαθ-=∆∆ （3）同理，对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式：m S tM c )(0122122θθαθ-=∆∆ （4） 由式（3）和（4），可得：22222201111011()()mmc M S t S c M tθαθθθαθθ∆-∆=∆-∆所以11222021211102()()m mM S t c c S M tθαθθθαθθ∆-∆=∆-∆ 假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），即12S S =；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（即室温θ恒定），则有21αα=。
实验8冷却法测金属比热容
错误!未定义书签。
实验八冷却法测量金属得比热容用冷却法测定金属或液体得比热容就是量热学中常用得方法之一。
若已知标准样品在不同温度得比热容,通过作冷却曲线可测得各种金属在不同温度时得比热容、热电偶数字显示测温技术就是当前生产实际中常用得测试方法,它比一般得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得非线性因素等优点。
本实验以铜样品为标准样品,而测定铁、铝样品在100℃或200℃时得比热容。
通过实验了解金属得冷却速率与它与环境之间温差得关系,以及进行测量得实验条件。
【实验目得】1.掌握用冷却法测定金属得比热容,测量铁、铝金属样品在100℃或20０℃温度时得比热容、2.了解金属得冷却速率与环境之间得温差关系,以及进行测量得实验条件。
【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】单位质量得物质,其温度升高1K(或1℃)所需得热量称为该物质得比热容,其值随温度而变化。
将质量为得金属样品加热后,放到较低温度得介质(例如室温得空气)中,样品将会逐渐冷却、其单位时间得热量损失()与温度下降得速率成正比,于就是得到下述关系式:(8-1) 式中为该金属样品在温度时得比热容,为金属样品在得温度下降速率,根据冷却定律有:(8－2) 式中为热交换系数,为该样品外表面得面积,m为常数,为金属样品得温度,为周围介质得温度。
由式(8－1)与(8—2),可得(8－3) 同理,对质量为,比热容为得另一种金属样品,可有同样得表达式:(8-4) 由式(８-3)与(８－4),可得:所以假设两样品得形状尺寸都相同(例如细小得圆柱体),即,两样品得表面状况也相同(如涂层、色泽等),而周围介质(空气)得性质当然也不变,则有。
于就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)因为热电偶得热电动势与温度得关系在同一小温差范围内可以瞧成线性关系,即,所以式(8—５)可以简化为:(8-6)如果已知标准金属样品得比热容、质量;待测样品得质量及两样品在温度时冷却速率之比,就可以求出待测得金属材料得比热容。
(完整word版)冷却法测金属的比热容(实验报告)
4.金属比热容测量仪的传感器响应时间可能存在少量误差
9.91
10.41
10。25
10。00
10.102
以铜为标准：
铁：
铝：
【误差分析】
查资料得Fe在100ºC下的比热容为
实验误差系数
Al在100ºC下的比热容为
实验误差系数
对误差产生的原因估计有：
1.计时造成的误差：通过肉眼判断计时开始与结束的时间，不够精确，存在误差
2.室温变化造成的误差：实验中要求室温不变,但随着金属不断放热,室温很可能会升高,则室温从 升高到 ，查阅资料，比热容的计算式应修改成 ，其中 为常数，且 ，使测量值比实际值偏大,但实际情况却为偏小，说明室温变化较小,其他误差占主导因素。
（2）使热电偶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。当数字电压表读数为某一定值即200℃(8。5~9.5mV）时，切断加热电源移去加热源,样品继续放在有机玻璃圆筒内自然冷却。当温度降到接近102℃时开始记录,测量样品从102℃降到98℃所需要的时间.每种样品重复测量5次。
【实验数据】
冷却法测量金属的比热容
【实验目的】
（1）测量固体的比热容。
（2）了解固体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】
本实验装置是金属比热容测量仪;实验样品是直径5mm、长30mm的小圆柱，其底部深孔中安放铜—康同热电偶（或1℃）所需的热量叫该物质的比热容，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（ ）应与温度下降速率成正比，由此到下述关系式：
(完整word版)实验五冷却法测金属比热容
实验五 冷却法测量金属比热容一、 实验目的：1、 了解金属的冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件2、 研究热学实验成败的原因。
二、 实验原理:根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学中常用方法之一。
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量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100C o 或200C o 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的温差关系以及进行测量的实验条件。
单位质量的物质，其温度升高1K(1C o ）所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。
将质量为M 1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(t Q∆∆）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式:tM C t Q ∆∆=∆∆111θ(1） （1）式中C 1为该金属样品在温度1θ时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在1θ时的温度下降速率。
根据冷却定律有:m s a tQ)(0111θθ-=∆∆ (2) （2)式中a 1为热交换系数,S 1为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。
由式（1)和（2），可得：m s a tM C )(0111111θθθ-=∆∆ （3) 同理,对质量为M 2,比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式：m s a tM C )(0222222θθθ-=∆∆ （4） 由上式(3)和（4),可得：mms a s a tM C t M C )()(01110222111222θθθθθθ--=∆∆∆∆ 所以：mm s a tM s a t M C C )()(01112202221112θθθθθθ-∆∆-∆∆= 如果两样品的形状尺寸都相同，即S 1=S 2；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a 1=a 2。
冷却法测金属比热容概念
冷却法测金属比热容概念嘿，朋友！咱们今天来聊聊冷却法测金属比热容这个有趣的事儿。
你想想，比热容这东西，就像一个人的胃口大小。
有的人胃口大，吃得多，有的人胃口小，吃得少。
金属也有自己的“胃口”，这“胃口”就是比热容。
冷却法呢，就像是给金属来一场“降温派对”。
我们把热的金属放到一个相对冷的环境里，然后看着它慢慢变凉，通过这个过程来算出它的比热容。
比如说，一块烧热的铁块，就像一个刚跑完马拉松浑身发热的运动员。
把它放到冷水中，它的温度就会逐渐下降。
这个过程中，热量从铁块传递到了水里。
那怎么通过这个过程算比热容呢？这就有点像解一道神秘的谜题啦。
我们得知道金属开始的温度，就好比知道运动员出发时的体温。
还得知道环境的温度，这就像是知道周围的气温。
然后，我们得密切关注金属温度下降的速度，这就像看着运动员体温下降的快慢。
温度下降的速度和金属的质量、比热容都有关系。
这就好比一辆车跑得快慢，和车的重量、发动机的动力都有关。
要是金属质量大，就像一辆装满货物的大卡车，降温就会慢一些。
要是比热容大，那它就像一个特别能保温的大暖壶，热量不容易散出去，降温也会慢。
咱们通过测量温度变化、时间，再结合一些公式，就能算出金属的比热容啦。
你说这是不是很神奇？就像我们通过观察一个人的行为和表现，就能了解他的性格特点一样。
所以啊，冷却法测金属比热容，其实就是在探索金属的“内心世界”，了解它们保存热量的能力。
这不仅能让我们更了解金属的特性，还能在很多实际应用中派上大用场呢！比如在制造发动机、设计散热器的时候，知道金属的比热容，就能让产品更加高效、耐用。
总之，冷却法测金属比热容是个很有意思也很有用的事儿，值得咱们好好琢磨琢磨！。
(完整word版)冷却法测金属的比热容(实验报告)
10.41
10。25
10。00
10.102
以铜为标准：
铁：
铝：
【误差分析】
查资料得Fe在100ºC下的比热容为
实验误差系数
Al在100ºC下的比热容为
实验误差系数
对误差产生的原因估计有：
1.计时造成的误差：通过肉眼判断计时开始与结束的时间，不够精确，存在误差
2.室温变化造成的误差：实验中要求室温不变,但随着金属不断放热,室温很可能会升高,则室温从 升高到 ，查阅资料，比热容的计算式应修改成 ，其中 为常数，且 ，使测量值比实际值偏大,但实际情况却为偏小，说明室温变化较小,其他误差占主导因素。
实验原理单位质量的物质其温度升高1k或1所需的热量叫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应与温度下降速率成正比由此到下述关系式
冷却法测量金属的比热容
【实验目的】
（1）测量固体的比热容。
（2）了解固体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。
（2）使热电偶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。当数字电压表读数为某一定值即200℃(8。5~9.5mV）时，切断加热电源移去加热源,样品继续放在有机玻璃圆筒内自然冷却。当温度降到接近102℃时开始记录,测量样品从102℃降到98℃所需要的时间.每种样品重复测量5次。
【实验数据】
样品质量： 12。606 ; 10.902 ； 3。990 .
热电偶冷端温度: =0 .
样品由102 下降到98 所需时间(单位为 ）
次数
样品
1
2
3
4
5
平均值
冷却法金属比热容的测定
冷却法金属比热容的测定[实验目的]1．了解冷却定律，并用冷却法测量金属的比热容。
2．学习一种把曲线变为直线的数据处理方法。
根据牛顿冷却定律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。
本实验以铜样品为标准样品，而测定铁、铝样品在100℃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。
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；其次，它的电量数字化还可以对工业生产自动化中的温度量直接起着监控作用。
[实验原理]单位质量的物质，温度升高（或降低）1K 所吸收（或放出）的热量，称为该物质的比热容（specific heat capacity ）,用c 表示，比热容的单位是焦耳／千克·开（J ／·K ），比热随着温度的变化而不同。
本实验用冷却法测定金属（铁、铝）在100℃时的比热容。
通常可通过辐射、传导、对流三种方式来进行热量传递。
对流通常又可以分为自然对和强迫对流。
前者主要是因为空间各处的温度不同和密度不同而引起发热体周围流体的流动，由于发热体表面邻近的流体首先受热，通过流体的流动，将热量传到较冷的物体表面（或将热量分散到流体的其余部分去）。
强迫对流是通过气泵或风扇的作用来维持热体的流动。
将质量为M 1的金属样品加热后，放在较低温的介质（例如室温的空气）中，样品将逐渐冷却。
单位时间内热量损失应与温度下降速率成正比（由于金属样品的直径和长度多很小，而导热性能又很好，所以可以认为样品各处的温度相同），于是可得到下面的关系式tM c t Q∆∆=∆∆111θ （1） 式中c 1为金属样品在温度1θ时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在温度1θ时的温度下降速率。
实验12冷却法测量金属比热容
实验12 冷却法测量金属比热容【实验目的】1. 了解牛顿冷却定律。
2. 测定金属比热容。
【实验仪器】金属比热容测定仪，秒表等。
【预习要求】1. 简要推导测量公式。
2. 写出实验步骤与记录表。
【实验依据】根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学中常用方法之一。
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量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100C o或200C o 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的温差关系以及进行测量的实验条件。
单位质量的物质，其温度升高1K(1C o )所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。
将质量为M 1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(t Q∆∆)与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：tM C t Q∆∆=∆∆111θ (1) (1)式中C 1为该金属样品在温度1θ时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在1θ时的温度下降速率。
根据冷却定律有：m s t Q)(0111θθα-=∆∆ (2)(2)式中1α为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。
由式(1)和(2)，可得：m s tM C )(0111111θθαθ-=∆∆ (3) 同理，对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式：m s tM C )(0222222θθαθ-=∆∆ (4) 由上式(3)和(4)，可得：mms s tM C t M C )()(01110222111222θθαθθαθθ--=∆∆∆∆所以：m m s tM s t M C C )()(01112202221112θθαθθθαθ-∆∆-∆∆= 如果两样品的形状尺寸都相同，即S 1=S 2；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α1=α2。
实验冷却法测定金属比热容
福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格1实验 冷却法测定金属比热容专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________一、预习要点1. 了解冷却定律以及冷却法测量金属比热容的实验原理和计算方法；2. 熟悉掌握金属比热容测量仪的使用方法及测量结构示意图；3. 在课前写好预习报告，上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来，否则扣分。
二、实验内容1. 用天平称出（铜、铁、铝）三种实验样品的质量，填入表1上方；三种实验样品可根据质量大小区分（Cu m >Fe m >Al m ）；2. 打开电源，注意调零数字电压表，并连接各仪器导线；3. 测量铁和铝在100℃时的比热容：(1) 将铜样品套在容器内的热电偶上，调节支架上的旋钮，下降实验架，使电烙铁套于样品上，开启加热开关；用铜—康铜热电偶测量实验样品的温度，当电压表读数超过5.00mV 时，断开加热开关，上升加热支架；让样品继续安放在与外界基本隔绝的防风容器内自然冷却（容器必须盖上盖子）；(2) 冷却过程中，观察比热容测量仪中的电压值，当电压表显示为4.37mV 时（此时样品温度为102 ℃），迅速按下时间指示下方的“起动/停止”按钮；一段时间后，当电压表显示为4.18mV 时（此时样品温度为98 ℃），再次迅速按下 “起动/停止”按钮；记录此时仪器上显示的时间，即为样品降温所需要的时间1t ∆；(3) 重复以上步骤(1)、(2)，再次测量铜样品的降温时间2t ∆、3t ∆，填入表1；(4) 重复以上步骤(1)、(2)、(3)，测量铁和铝样品的降温时间1t ∆、2t ∆、3t ∆，填入表1；4. 测量金属的冷却规律：(1) 选取两种样品，重复第3点中第(1)步；(2) 冷却过程中，当电压表显示为4.37mV 时，迅速按下 “起动/停止”按钮；每隔5秒，记录电压表的读数V ，填入表2； 三、实验注意事项1. 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。
实验8冷却法测金属比热容
之蔡仲巾千创作Equation Chapter 0 Section 1实验八冷却法丈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经常使用的方法之一.若已知标准样品在分歧温度的比热容, 通过作冷却曲线可测得各种金属在分歧温度时的比热容.热电偶数字显示测温技术是以后生产实际中经常使用的测试方法, 它比一般的温度计测温方法有着丈量范围广, 计值精度高, 可以自动赔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, 以及进行丈量的实验条件.【实验目的】1．掌握用冷却法测定金属的比热容, 丈量铁、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, 以及进行丈量的实验条件. 【实验仪器】DH4603型冷却法金属比热容丈量仪、待丈量金属资料样品（铜、铁、铝）等 【实验原理】单元质量的物质, 其温度升高1K （或1℃）所需的热量称为该物质的比热容, 其值随温度而变动.将质量为1M 的金属样品加热后, 放到较高温度的介质（例如室温的空气）中, 样品将会逐渐冷却.其单元时间的热量损失（/Q t ∆∆）与温度下降的速率成正比, 于是获得下述关系式：111Qc M t tθ∆∆=∆∆ （8-1）式中1c 为该金属样品在温度1θ时的比热容, 1tθ∆∆为金属样品在1θ的温度下降速率, 根据冷却定律有：1110()m QS t αθθ∆=-∆（8-2）式中1α为热交换系数, 1S 为该样品外概况的面积, m 为常数, 1θ为金属样品的温度, 0θ为周围介质的温度.由式（8-1）和（8-2）, 可得1111110()m c M S t θαθθ∆=-∆ （8-3）同理, 对证量为2M , 比热容为2c 的另一种金属样品, 可有同样的表达式：1222210()m c M S t θαθθ∆=-∆（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12S S =, 两样品的概况状况也相同（如涂层、色泽等）, 而周围介质（空气）的性质固然也不变, 则有12αα=.于是当周围介质温度不变（即室温0θ恒定）, 两样品又处于相同温度12θθθ==时, 上式可以简化为：112122()()M t c c M tθθ∆∆=∆∆ （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1122()()()()E t t E tt θθ∆∆∆∆=∆∆∆∆, 所以式（8-5）可以简化为：122121()M t c c M t ∆=∆（）（8-6）如果已知标准金属样品的比热容1c 、质量1M ；待测样品的质量2M 及两样品在温度θ时冷却速率之比, 就可以求出待测的金属资料的比热容2c .几种金属资料的比热容见下表：【实验步伐与要求】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.2．选取长度、直径、概况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Cu M ＞Fe M ＞Al M 这一特点, 把它们区别开来.3．使热电偶真个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, 样品继续安排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100()t θθ=∆∆℃.方法：记录数字电压表上示值约从1E 降到2E 所需热电偶图8-1 冷却法金属比热容丈样品数字电压表的时间t ∆, 从而计算2()E E t ∆∆.按铁、铜、铝的次第, 分别丈量其温度下降速度, 每一样品应重复丈量6次.注意：（1）仪器的加热指示灯亮, 暗示正在加热；如果连接线未连好或加热温渡过高（超越200℃）招致自动呵护时, 指示灯不亮.升到指定温度后, 应切断加热电源.（2）丈量降温时间时, 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, 举措要慢, 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、处置与分析样品质量：Cu M =g ；Fe M =g ； Al M =g. 热电偶冷端温度：℃样品由1E 下降到2E 所需时间（单元为s ）以铜为标准：1Cuc=c=0.0940 cal/g K铁：122121()M tc cM t∆==∆（）Cal/（g K）铝：133131()M tc cM t∆==∆（）Cal/（g K）【预习思考题】1．比热容的界说是什么？单元是什么？2．为什么实验应该在防风筒（即样品室）中进行？【课后习题】1．丈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.被测样品安排在有较年夜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究竟后, 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竭升高.丈量试样温度采纳经常使用的铜－康铜做成的热电偶(其热电势约为00.042/mV C), 将热电偶的冷端置于冰水混合物中, 带有丈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、低漂移的放年夜器放年夜加上满量程为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。
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冷却法测量金属比热容
一 实验目的
1 掌握用冷却法测定金属的比热容，测量金属在室温至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。
二 实验原理
单位质量的物质，其温度升高或降低1K （1℃）所需的热量，叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。
根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学常用方法之一。
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量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100℃或200℃时的比热容。
冷却法测定金属的比热容测量仪装置
(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。
)
将质量为1M 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（t
Q ∆∆/）与温度下降的速率成正比，于是得到
下述关系式：
t
M
C t
Q ∆∆=∆∆1
1
1θ （1）
式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容，t
∆∆1θ为金属样品在1θ的温度下降速率，
根据冷却定律有：
m
s a t
Q )
(0111θθ-=∆∆ （2）
式中1a 为热交换系数1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，
θ
为周围介质的温度。
由式（1）和（2），可得
m
s a t
M
C )
(01111
1
1θθθ-=∆∆ （3）
同理对质量为2M ，比热容为2C 的另一种金属样品，可有同样的表达式：
m
s a t
M
C )
(02222
2
2θθθ-=∆∆ （4）
由（3）和（4）式，可得：
m
m
s a s a t
M
C t
M C )()(1011102221
12
2
2θθθθθθ--=∆∆∆∆ （5）
所以
m
s a t M
s a t
M
C C
m
)
(01112
2
)
(1
2
02221
1
θθθθθθ-∆∆=-∆∆ （6）
如果两样品的形状尺寸都相同，即2
1
s s =；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2
1a a =。
于是当周围介质温度不
变（即室温0θ恒定而样品又处于相同温度θ
θθ=-21
）时，上式可以简化为：
1
22
11
2
⎪⎭⎫
⎝⎛∆∆⎪
⎭⎫ ⎝⎛∆∆=t M
t M C C
θθ （7）
如果已知标准金属样品的比热容1C 质量1M ；待测样品的质量2M 及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容2C 。
几种金属材料的比热容见表1，实验装置（如上图）。
表1
三 实验内容
1. 用铜一康铜热电偶测量温度，而热电偶的热电势采用温漂极小的放大器和三位
半数字电压表，经信号放大后输入数字电压表显示的满量程为20mV ，读出的mV 数查表即可换算成温度。
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
理天平或电子天平秤出它们的质量O M 。
再根据Al
Fe
Cu
M
M
M >>这一特点，把
它们区别开来。
3. 使热电偶端的铜导线数字表的正端相连；冷端铜导线与数字表的负端相连。
当
本隔绝的有机玻璃圆筒内自然冷却（筒口须盖子）。
当温度降到接近102℃时开始记录，测量样品102℃下降到98℃所需要时间
O
t ∆。
按铁、铜、铝的次序，分
别测量其温度下降速度，每一样品得重复测量5次。
因为各样品的温度下降范围相同（Δθ=102℃-98℃ =4℃）所以公式（7）可以简化为：
1
2
211
2
)()(t M t M C C
∆∆= （8）
4. 仪器红色指示灯亮，表示连接线未连好或加热温度过高（超过200℃）已自动保
护。
5. 注意：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。
四 实验数据
例：样品质量：g
M
g M
g M
Al
Fe
cu
99.3;03.11;35.12===。
热电偶冷端温度：0℃样
品由120℃下降到98℃所需时间（单位为S ）
以铜为标准：)
/(0940.01C g cal C C o
cu ==
铁：)
/(114.079.16.03.1126.1835.120940.0)()(12
211
2
C g cal t M t M C C o
=⨯⨯⨯
=∆∆=
铝：)
/(234.079
.1699.342.1335.120940.0)()(1
2
211
3
C g cal t M
t M C C o
=⨯⨯⨯=∆∆=
五 技术指标
1. 数字电压表：三位半，量程：0-20mV ，
2. 分辨率：0.01mV ，准确度：%
38.0±读数+1字。
3. 加热器功率：75W 。
4. 传感器采用铜、康铜热电偶。
5. 测量金属在100℃时的比热容与公认值百分差小于5%。
6. 输入交流电压：220V %10±。
7. 电源功率约：90W 。
8. 重量：7.5Kg 。
六 附 录
由于配方和工艺的不同，实际使用的铜一康铜热电偶在100℃温度时（冷端温度为0℃），输出的温差电势差一般为4.0mV ～4.3mV 之间（例如国标铜一康铜有一种规格为4.277mV ）。
本仪器使用的热电偶在100℃温度时（参考0℃），输出的温差电势差为4.072mV 。
实验时可参考附表数据测量温度，也可自行测量进行定标。
附表本实验使用的铜-康铜热电偶分度表
七思考题（待续）。