冷却法测金属比热容(P76) + 故障判断(P80)
2.16冷却法测量金属的比热容
2.16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】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（△Q/△t ）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：（1）（1）式中c 1为该金属样品在温度θ1时的比热容，为金属样品在θ1的温度下降速率。
根据牛顿冷却定律我们知道当物体表面温度高于周围而存在温度差时，单位时间从单位面积散失的热量与温度差有关，于是有：（2）mS t Q )(0111θθα−=∆∆（2）式中为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，m 为常数，θ1为金属样品的温度，θ0为周1α围介质的温度。
由式（1）和（2），可得（3）mS tM c )(0111111θθαθ−=∆∆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：（4）mS tM c )(0122122θθαθ−=∆∆由式（3）和（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。
实验8冷却法测金属比热容
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（/Q t ∆∆）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：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 tαθθ∆=-∆ （8-2） 式中1α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（8-1）和（8-2），可得1111110()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-3）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：1222210()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-4） 由式（8-3）和（8-4），可得：22222201111011()()mmc M S t S c M tθαθθθαθθ∆-∆=∆-∆ 所以11222021211102()()m m M 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，则有12αα=。
冷却法测量金属比热容误差探讨
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 ， 当加 热 装 置
向下移 动 到底 后 ， 被 测 样 品进 行 加 热 ， 对 样 品需要 降温对 则将 加 热装 置 向上移 走 ， 让样 品在样 品室 （ 防风筒 ） 自然 冷却 。 内
品室 内空气 温 度 的 升高 使 得 测量 值较 实 际值偏 大。
２ ２ 热 电偶 测 温存 在 误 差 ．
２２ １ 插 入 深度 的 影 响 ．。 热 电偶插 入 被 测 场所 时 着传 感器 的长度 方 向将产 生热 流 ， 沿 当环境 温 度低 时就会 有 热损失 。致使热 电偶与被测对象的温度不一致而产生测温误差 。总之 ， 】 由热传导而引
， 、ａ
。： ： 。。
旦
Ｉ， ｌ＼ Ｊ — ｕ ， Ｔ ２‘ ／
（ 由牛顿 冷却 定律 推导 而来 ， 可见参 考 文献 ［ ］ １）
， ， 丌 ｎ， 、ａ
根据 牛顿 冷 却定 律 ， 自然 冷却 的情 况下 ａ 一常数 ， 在 为 且ａ＞１ 即 ，
—
＜１所 以样 ，
ｋ １ 一 口，
起 的误差 ， 与插 入深 度 有关 ， 丽插 入 深度 又 与保 深度 应 该 深 一些 （ 为直径 的 ｌ —２ 倍 ）羯瓷材料 绝热 性 能好 ， 约 ５ ０ ， 可插 入 浅一些
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：
冷却法测金属比热容预热20分钟
冷却法测金属比热容预热20分钟
冷却法测金属比热容是一种实验方法，用于测量金属的比热容（也称为热容量）。
在这种实验中，首先需要将一块金属加热到一定温度，通常是通过加热器或火炉。
然后，金属样品需要预热一段时间，通常是20分钟，以使其温度均匀分布。
接下来，将预热好的金属样品迅速放入一个已知温度的水溶液中，并记录温度变化。
根据热传递的原理，金属样品的热量会向水溶液中传递，导致水溶液温度上升。
通过测量水溶液温度变化的速率和金属样品的质量，可以计算金属的比热容。
在实验过程中，需要注意一些因素，如确保金属样品的质量、温度和形状均匀，水溶液的温度稳定等等。
此外，还需要进行多次实验以获得更准确的结果。
总之，冷却法测金属比热容是一种简单而有效的实验方法，可用于研究金属的热学性质。
冷却法测金属的比热容
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一康同热电偶。
【实验原理】单位质量的物质，其温度升髙1K （或11）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今）应与温度下降速率成正比，由此到下述关系式：< Ar 丿］式中G为该金属样品在温度q时的比热容，—；为金属样品在温度q时的△/丿】温度下降速率，根据冷却定律有：Ar式中，5为热交换系数，5为该样品外表面的面积，加为常数，仇为为金属样品的温度，％为周围介质的温度。
由式①和②，可得:3 才"Sg —qy③同理，对质量为比热容为G 的另一种金属样品，有:CM 込= a$3-ay-A/由式③和式④，可得:A nQ = G —备 ----如果两样品的形状尺寸都相同，即S|=S2；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5=勺。
于是当周 围介质温度不变（即室温九恒定，而样品又处于相同温度0^02=0）时，上式可以简化为：i△&^1(—)! G 一 G 鸽 21 A0 M,p)2At如果已知标准金属样品的比热容G ，质量M 「待测样品的质量及两样品在温度&时冷却速率之比I Z 力和，山丿2,就可求得待测金属的比热容G 。
已知铜在10（TC 时的比热容为：C cu =393J.（^.°C）-*.【实验内容】1. 测量铁和铝在io （rc 时的比热容。
步骤：（1）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M （> o 再根据M" >M &这一CMAr _（忖2（&2 -&0）"心㈣一久丫"实验误差系数0=905-768.1xl00% = 15.13%特点，把它们区别开来。
实验8冷却法测金属比热容
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（/Q t ∆∆）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：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 tαθθ∆=-∆ （8-2） 式中1α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（8-1）和（8-2），可得1111110()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-3）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：1222210()m c M S tθαθθ∆=-∆ （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12αα=。
实验8冷却法测金属比热容
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（/Q t ∆∆）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：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 tαθθ∆=-∆ （8-2） 式中1α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（8-1）和（8-2），可得1111110()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-3）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：1222210()m c M S tθαθθ∆=-∆ （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12αα=。
实验8冷却法测金属比热容
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（/Q t ∆∆）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：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 tαθθ∆=-∆ （8-2） 式中1α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（8-1）和（8-2），可得1111110()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-3）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：1222210()m c M S tθαθθ∆=-∆ （8-4） 由式（8-3）和（8-4），可得：22222201111011()()mmc M S t S c M tθαθθθαθθ∆-∆=∆-∆ 所以11222021211102()()m m M 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，则有12αα=。
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.。
实验8冷却法测金属比热容
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100C 或200 C 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100C 或200C 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1C ）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 M i 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（ , QA ：t ）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：(8-2)式中:'i 为热交换系数，S-为该样品外表面的面积，m 为常数，6为金属样品的温度，%为周围介质的温度。
由式（8-1）和（8-2）,可得式中C i 为该金属样品在温度 根据冷却定律有：弓时的比热容，'-为金属样品在△t（8-1）片的温度下降速率，GMi^f 0广(8-3)同理，对质量为M2，比热容为C2的另一种金属样品，可有同样的表达式:C2M 2 2$2（讪…0）由式（8-3）和（8-4），可得：X 2C?M 22At1C.M. ―11 .：t所以(8-4)Ct iS (也—日°)M J■：tM2皂 rSi(3 —m)m.:t假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），即3=5，两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，则有冷=\2。
冷却法测定金属的比热容
冷却法测定金属的比热容一、实验目的学习测量金属比热容的一种方法.二、实验仪器YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪(特别注意实验仪、加热盘、下盘传感器的成套性)三、原 理物体的表面温度为T 1，周围环境温度为θ1.当T 1-θ1值固定时，由牛顿冷却定律可知该物体的热损失率为1111()n dQ A S T dtθ=- (1) 式中，S 1为物体的表面积；A 1为与表面状况有关的系数；n 为由实验确定的参数，与T 1、1θ的范围有关.由物理热容及比热容的定义可知，当物体温度升高dT 1时，它所吸收的热量为：11111s dQ C dT C m dT == （2）式中，C S1、C 1、m 1分别为物体热容、比热容及质量.当物体很薄时，可近似认为物体各处的温度均匀.由式（1）、式（2）可得1111111()n dT C m A S T dtθ=- （3） 取另一种金属样品，也有相同的公式，即 2222222()n dT C m A S T dt θ=- （4） 若实验过程中保持环境温度恒定，即12θθ=；两样品有相同的温度，即12T T =；设两样品的形状、大小以及表面状况都相同，即12S S =、12A A =，则有121122dT dT C m C m dt dt= （5） 若已知样品1的比热容C 1，则样品2的比热容为111222dT C m dt C dT m dt= （6） 可用天平称得样品质量m 1、m 2；实验测量并用作图法求得冷却速率dT dt ；利用式（6）可求得C 2，由于此式应用了一定的近似条件，故所得值存在系统误差.用式（6）测量固体比热容的关键是求12/dT dT dt dt的值，为此要测量一段时间内的温度变化过程，然后由T-t 图中求出标准样品和待测样品的温度变化率.四、实验步骤冷却法测定金属的比热容(1) 称量样品质量用物理天平称量标准样品和待测样品的质量.(2) 测量标准样品的冷却曲线按图6所示安装实验装置，用加热盘对标准样品加热，同时监视加热温度，达65.0℃停止加热.并将加热盘移开，使样品自然冷却，同时开始记录温度T1和对应时间t1.初始时由于样品温度与室温差别较大，降温较快，所以记录点要略密些.随着样品降温，温差变小，变化缓慢，记录时间间隔可加大.当温度约为40℃时，停止测量.(3) 测量待测样品的冷却曲线实验步骤同上.注意实验条件要与前者相同.本实验只要求测量一组数据.计算待测样品的比热容C值，若误差太大，要分析原因并重新测量.注意事项如下：（1）样品自然冷却时，应悬置于无风、无热源、气温稳定的环境中，开始记录数据时动作要敏捷、记录T、t要准确.（2）小心加热盘温度过高烫手.。
冷却法测量金属的比热容实验报告
冷却法测量金属的比热容实验报告摘要：本实验利用冷却法测量了铜和铝的比热容，通过数据处理，得到了金属的比热容值，实验结果与理论值接近。
该实验验证了冷却法测量金属比热容的可行性，并且可以通过实验得出比热容值。
一、实验目的2、熟悉实验中常用的一些基本物理测量方法。
二、实验原理比热容是物质单位质量在恒定压强下温度变化时吸收或释放的热量，表示物质对温度变化的敏感程度。
冷却法是通过测量热传递过程中升温曲线的斜率来测量物质的比热容的方法。
假设金属样品温度从T1降到T2，时间为Δt，在热传导过程中，热量Q的损失量等于金属样品的热容（C）、质量（m）和温度降低值（ΔT）之积，即Q=C×m×ΔT。
在热传导过程中，金属样品的温度按指数下降，可以用以下式子描述：T2-T0=T2–T1·exp(-t/τ)其中，T0表示浴温，T1为铜样品与浴温达成热平衡后的温度，t为时间，τ为指数下降常数。
在测量过程中，记录温度与时间的关系曲线，在温度变化率最大的点附近取许多点计算斜率，从而得到金属样品的比热容。
三、实验步骤1、将测温器放在温水中预热。
2、准备好铜样品和铝样品。
3、将铜样品和铝样品分别放入1000ml的恒温水中，并记录它们的初始温度。
4、当金属样品温度与水温达到稳定后，开动计时器并记录下样品温度和时间的数据。
5、待温度达到约30℃时，关掉加热器，并立即开始记录温度与时间的数据，记录时间不少于10分钟。
6、将记录的数据放入电脑中进行处理，得出曲线斜率。
7、重复以上步骤，测量铝样品的比热容。
四、实验数据处理及结果分析实验数据如表1所示。
绘制铜的温度与时间的曲线如图1所示。
通过观察可得，温度变化率最大时的温度在75℃左右。
因此，在温度从80℃到70℃之间取出50个点，计算斜率，得到S1=0.000958℃/s。
由铜的质量（m=100g）和比热容（C）可得：C=Q/mΔT其中Q为从铜样品中传递的热量，ΔT为温度的变化值，可由铜样品的初始温度与浴温进行计算。
冷却法测金属的比热容-互联网类
冷却法测金属的比热容－互联网类咱今天来聊聊一个挺有意思的事儿——冷却法测金属的比热容，而且还和互联网挂上钩啦！不知道您有没有过这样的经历，夏天热得不行，从外面回到家，第一件事就是打开冰箱，拿出一瓶冰镇饮料，那一瞬间的凉爽简直让人陶醉。
这其实就跟咱们要说的冷却法有点关系。
话说回来，这冷却法测金属的比热容到底是咋回事呢？简单来说，就是通过观察金属在冷却过程中的温度变化，来算出它的比热容。
就好比您煮饺子，饺子刚下锅的时候水很热，随着时间推移，水慢慢变凉，温度的变化是有规律的。
金属的冷却也是这样。
咱拿个铜块来举例子。
把它加热到一定温度，然后放在一个特定的环境里让它自然冷却。
这时候就得用到各种测量工具啦，比如高精度的温度计。
每隔一段时间记录一下温度，就能得到一组数据。
那这跟互联网有啥关系呢？您想啊，现在互联网多发达呀！以前咱们记录数据可能就是拿个小本本，一笔一划地写。
现在可不一样了，有各种各样的电子设备和软件，可以帮咱们更方便、更准确地记录和处理数据。
比如说，用那种专门的传感器，把温度数据实时传到电脑上，通过软件自动生成图表和分析结果。
这可比以前省事多了，而且出错的概率也小。
我之前在学校里带着学生们做这个实验的时候，就碰到过一些有趣的事儿。
有个小调皮，不好好观察温度，光盯着旁边同学的操作，结果自己的数据记错了，急得直挠头。
我就告诉他，别慌，咱们重新来。
最后他终于成功完成了实验，那高兴劲儿，就像考试得了满分似的。
还有一次，我们几个老师一起讨论怎么能让这个实验更有趣，更能让学生们理解。
有人就提议，利用互联网上的一些虚拟实验软件，让学生们先在电脑上模拟操作一遍，熟悉了流程再真正动手做。
这个主意还真不错，学生们的积极性明显提高了。
互联网不仅让数据处理变得更简单高效，还能让我们获取更多的相关知识和资料。
比如说，您在网上一搜“冷却法测金属的比热容”，就能找到各种各样的教学视频、学术论文，甚至还有其他老师和学生分享的实验心得。
冷却法测量金属比热容论文
专业：数学与应用数学学号：201110700041 姓名：冯仕福冷却法测量金属比热容【摘要】金属比热容的测定是一个非常重要的实验，首先要了解实验的目的、原理和内容，得出数据和结论。
虽然实验很简单，但这个内容在实际中应用非常广泛，在航空、航海、建筑等方面更是重中之重！所以我们要认真对待，掌握这门知识。
以下是我对本实验的认识、总结和体会心得。
【关键词】目的原理内容数据总结体会心得一实验目的1、学会用铜——康铜热电偶测量物体的温度。
2、学会用冷却法测量金属的比热容。
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，测定铁样品在100℃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：tM C tQ ∆∆=∆∆111θ （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：ms a tQ )(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，0θ为周围介质的温度。
由式（1）和（2），可得ms a tM C )(0111111θθθ-=∆∆ （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：ms a tMC )(0222222θθθ-=∆∆ （4）由（3）和（4）式，可得：mms a s a tM C tMC )()(10111022211222θθθθθθ--=∆∆∆∆ （5） 所以 ms a tM s a tMC C m)(011122)(12022211θθθθθθ-∆∆=-∆∆ （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 =。
实验8冷却法测金属比热容
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
5.324
5.372
5.420
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：
2.121
2.164
2.207
2.250
2.294
2.337
2.380
2.424
60
2.467
2.511
2.555
冷却法测金属比热容的分析与探究
“大学物理实验”课程论文授课学期2011 学年至2012 学年第二学期学院：数学科学学院专业：数学与应用数学学号：201110700100姓名：殷霞任课教师：阳丽交稿日期：2012年6月1日冷却法测金属比热容的分析与研究摘要 根据牛顿冷却定律用冷却法测定金属比热容是热学中常用的方法之一。
但在实际操作中由于人的反应时间有限，计时误差较大等原因，使得实验测量精度偏低。
本文主要对该实验的实验误差来源进行了探讨。
关键词 比热容 牛顿冷却定律 热电偶 温度 误差1、 实验简介（1）实验装置简介本实验装置如左图所示，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，它具有更广的测量范围和更高的精度，并可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点。
（2）实验原理和方法将质量为M 1的金属样品加热后，放到较低温度的介质中，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：根据牛顿冷却定律有：m S tQ)(0111θθα-=∆∆ （2） 1111110()m C M S tθαθθ∆=-∆ （3） 这里，1C 为金属样品的比热容，1α为传热系数，1S 为金属外表面积，1θ与0θ分别为金属与其环境的温度。
同理，对质量为M 2，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 tθαθθ∆=-∆ （4） 由式（3）和（4），可得：111Qc M t tθ∆∆=∆∆(1)所以假设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，而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有21αα=。
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θθθ==21时，上式可以简化为：2、 实验误差探讨(1) 室温θ的变化给测量结果带来的误差根据测量原理，样品周围的空气温度应为恒定的，即θ为恒值。
但实际情况并不能达到如此。
例如，我们需要测量铜的温度由102℃降至98℃所用的时间。
普物实验：复习-冷却法测金属比热容
复习
冷却法测金属比热容
冷却法测比热容 思考题
1．为什么实验要在样品室中进行？ 答要：成因立为的实条验件中之的一对是公：式保证Qt周围1介S1(质T1（ T空0 )m
气）的性质不变. m:强迫对流时m=1;自然对流时m=5/4; (实 验中为自然冷却即自然对流)
所以实验要在防风筒（即样品室）中进行， 让金属自然冷却。
同的温度差Δθ以及所需要的时间Δt,可得各个金 属在该温度点的冷却速率。
方法二：通过实验，作出不同金属的θ～t冷却 曲线，在各个冷却曲线上过该温度点切线，求出 切线的斜率，可得各温度点的冷却速率。
5、分析本实验中哪些因素会引起误差？测量 时怎样做才能减少误差？
实验报告出现的主要问题
作图问题。
思考：
2．用比较法测定金属的比热容有什么优点？需具备什么条件？ 答：优点是可以简单方便测出待测金属的比热容。
需具备下列条件： 两样品的形状尺寸都相同； 两样品的表面状况也相同； 周围介质温度不变（即室温恒定），两样品处于相同温度;
3．如何测量不同的金属在同一温度点的冷却速率？ 答： 方法一：测出不同金属在该温度点附近下降相
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。
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在冷却法测金属比热容实验中，有公式∆Q/∆t =c1m 1∆T1/∆t，其中∆Q/∆t与∆T1/∆t
的含义是指：
答案1：热量损失；温度下降速率
答案2：热量损失；在温度T1时的温度下降速率
答案3：单位时间内的热量损失；温度下降速率
答案4：单位时间内的热量损失；在温度T1时的温度下降速率
正确答案为：4
如测量次数≥5次，总的不确定度为_____，如测量次数<5次，总的不确定度为_____，其中S x、Δx为_____不确定度。
答案1：
答案2：
答案3：
答案4：
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，温度指示选择转换旋钮的“设定温度”档可用来设定
__________所需加热的温度，而当旋钮旋至“加热盘温度”档时，可用来_____________。
答案1：加热盘；设定金属盘加热温度
答案2：加热盘；显示加热盘温度变化
答案3：金属盘；设定金属盘加热温度
答案4：金属盘；显示加热盘温度变化
正确答案为:2
在冷却法测金属比热容实验中，为了计算标准铜盘（或待测铝盘）在50℃的斜率，应采用下面哪一种方法：
答案1：在冷却曲线上任意选择两个点求斜率
答案2：在冷却曲线上在50℃附近选择两个点求斜率
答案3：在冷却曲线上在45℃—55℃之间选择两个点求斜率
答案4：在冷却曲线上在50℃处作曲线的切线，在切线上选择两个点求斜率
正确答案为:4
答案1：α1=α2；T10=T20
答案2：m1=m2；T10=T20
答案3：T10=T20；n1=n2
答案4：α1=α2；n1=n2
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，有公式∆Q/∆t =c1m 1∆T1/∆t，其中∆Q/∆t与∆T1/∆t的含义是指：
答案1：热量损失；温度下降速率
答案2：热量损失；在温度T1时的温度下降速率
答案3：单位时间内的热量损失；温度下降速率
答案4：单位时间内的热量损失；在温度T1时的温度下降速率
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，该实验仪器______用来测量室温，此时须把温度指示选择转换旋钮拔向__________________。
答案1：可以；“散热盘温度”档
答案2：可以；空档
答案3：不可以；空档
答案4：可以；“加热盘温度”档
正确答案为:1
在冷却法测金属比热容实验中，下列哪一项不属于本实验对金属样品的要求？
答案1：金属样品的直径应较大
答案2：金属样品的厚度应较小
答案3：金属样品的导热性能应较好
答案4：金属样品的表面状况应大致相同
正确答案为:1
在冷却法测金属比热容实验中，若用冷却法测量铝在50℃的比热容时，应通过作出______并取____℃处的斜率来对其比热容进行测量。
答案1：冷却直线；40
答案2：冷却曲线；40
答案3：冷却直线；50
答案4：冷却曲线；50
正确答案为:4
参考答案
答案1：T1=T2
答案2：T10=T20
答案3：T1=T10
答案4：T2=T20
正确答案为:2
在冷却法测金属比热容实验中，为了计算标准铜盘（或待测铝盘）在50℃的斜率，应采用下面哪一种方法：
答案1：在冷却曲线上任意选择两个点求斜率
答案2：在冷却曲线上在50℃附近选择两个点求斜率
答案3：在冷却曲线上在45℃—55℃之间选择两个点求斜率
答案4：在冷却曲线上在50℃处作曲线的切线，在切线上选择两个点求斜率
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，若要观察标准样品（铜盘）是否被加热到了60℃，需将温度指示选择转换旋钮的“设定温度”档旋至：
答案1：散热盘温度档
答案2：空档
答案3：加热盘温度档
答案4：无法判断
正确答案为:1
在冷却法测金属比热容实验中，下列哪一项不属于本实验对实验室环境的要求？
答案1：实验室温度变化应很小
答案2：实验室各空气介质性质应基本相同
答案3：实验室应避免有自然风的吹入
答案4：实验室温度应接近室温
正确答案为:4
你做的答案为：3
在冷却法测金属比热容实验中，最后求得铝的相对不确定度，下面哪一个的表示是正确的：答案1：2.1%
答案2：2.11%
答案3：2%
答案4：2.112%
正确答案为:1
在冷却法测金属比热容实验中，物质的比热容是_________该物质温度升高（或降低）1K时所需吸收（或放出）的热量，对同一物质来说，其比热容与其摩尔热容成________关系。
答案1：单位体积；反比
答案2：单位质量；正比
答案3：单位体积；正比
答案4：单位质量；反比
正确答案为:2
参考答案
在冷却法测金属比热容实验中，某种物质的比热容是指__________的该物质，其温度每升高（或降低）1K所吸收（或放出）的热量，其值大小____________。
答案1：单位质量；为一定值
答案2：1摩尔；为一定值
答案3：1摩尔；随温度而变化
答案4：单位质量；随温度而变化
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，下列哪一项不属于本实验对实验室环境的要求？
答案1：实验室温度变化应很小
答案2：实验室各空气介质性质应基本相同
答案3：实验室应避免有自然风的吹入
答案4：实验室温度应接近室温
正确答案为:4
参考答案
答案1：C1=C2
答案2：m1=m2
答案3：S1=S2
答案4：n1=n2
正确答案为:3
R=6371km=6371000m；0.221⨯0.0221=0.0048841。
改正上式错误，写出正确答案。
答案1：R=6371km=6371⨯103m；0.0048841
答案2：R=6371km=6371000m；0.00488
答案3：R=6371km=6.371⨯106m；0.0048841
答案4：R=6371km=6371⨯103m；0.00488
正确答案为:4
在冷却法测金属比热容实验中，若需测量铝在55℃时的比热容，则需要把标准铜盘和待测铝盘加热至________℃，然后测量其温度在_______________℃范围内的自然冷却情况。
答案1：60；65～55
答案2：60；55～45
答案3：65；55～45
答案4：65；60～50
正确答案为:4。