复习-冷却法测金属比热容
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=。
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
冷却法测金属比热容讲义
冷却法测量金属的比热容【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，比例系数称为热传递系数。
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 （1） 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：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，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：112122()()M t C C M tθθ∆∆=∆∆ （5） 【实验仪器】金属比热容测量仪，样品（铜、铁、铝） 【实验步骤】开机前先连接好加热仪和测试仪，共有加热四芯线和热电偶线两组线。
实验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=。
(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。
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=。
实验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。
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。
大学物理实验-冷却法测金属比热容.
• 根据冷却定律，样品因对流而损失的热量 为：
Q a1 S1 (1 0 ) t
热交换 系数
样品外表 面积
常数 强迫对 流为1， 自然对 流为 1.25
样品 温度
环境 温度
时间 样品 次数
1
2
3
4
5
Fe
Cu Al
数据处理
1. 对△t取平均值， △θ=4 ℃，分别计算100 ℃附近
Fe、Cu、Al的降温速率 t
2. 根据式（12-6），计算Fe、Al的比热容。
思考题
1. 比热容的定义是什么？单位是什么？
2. 根据式（12-6），测量比热容的条件是什么？
—热电偶测温原理：
T
B 热电偶
铜 导 线
mV
仪 表
T0
在热电偶回路中接入电位计 E ，只要保证电位计 与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回 路中原来的热电势，接入的方式见下图所示：
E T0 T0 T T0 T1 T1 E
T
实验步骤
4. 记录试验样品温度从 102℃（数字电压表读数
4.37mV ） 下 降 到 98℃ （ 数 字 电 压 表 读 数
4.18mV）所需要时间Δt。
5. 可按铁、铜、铝的次序，分别测量其温度下降
速度，每一样品重复测量5次。
注意事项
• 取换样品时 , 用镊子拿取 , 注意不要烫到手或电 线 • 加热器下降时注意样品的位置
导体材料确定后热电偶热电势的大小是热端温为保证输出热电势是被测温度的单值函数必须使冷端温度保持恒定一般保持0为了避免冰水导电引起两个连接点短路必须把连接点分别置于两个玻璃试管里浸入同一冰点槽使相互绝试管补偿导线热电偶冰点槽冰水溶液在热电偶回路中接入电位计e只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等就不会影响回路中原来的热电势接入的方式见下图所示
(2021年整理)冷却法测量金属的比热容
冷却法测量金属的比热容编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（冷却法测量金属的比热容）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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冷却法测量金属的比热容（FB312型冷却法金属比热容测量仪)实验讲义冷却法测量金属的比热容本实验装置对加热装置，金属样品室及金属样品的温度的测量和安放上进行改进和提高。
测量试样温度采用常用的铜～康铜做成的热电偶，测量热电势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器加上满量程为)20mVmV的三位半数字电压表组成，当热电偶的冷端990(~.19为冰点时,由数字电压表显示的mV数即对应待测温度值。
加热装置可自由升降。
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。
被测样品安放在有较大容量的防风圆筒即样品室内，以使高于室温的样品自然冷却，使测量结果的重复性好,从而减少测量误差,提高实验准确度。
本实验可测量金属从室温至C 0200温度时，各种温度时的比热容.【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C 0100或C 0200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)1(10C K 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1M 的金属样品加热后，放在较低温度的介质（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 tQ•-••=∆∆)(0111θθ （2） （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。
冷却法测量金属的比热容
冷却法测量金属的比热容一、实验目的1.学习冷却法测量金属比热容的原理和方法。
2.测量金属样品的比热容。
二、实验仪器实验台，热电偶温度计模块，金属比热容测量实验仪，电子天平（精度g 01.0，学校自备）。
三、实验原理1.金属比热容单位质量的物质，其温度升高K 1（或C ︒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)(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 （6-1） （6-1）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 tQ)(0111θθα-=∆∆ （6-2） （6-2）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（6-1）和（6-2），可得：m S tM c )(0111111θθαθ-=∆∆ （6-3） 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 tM c )(0122122θθαθ-=∆∆ （6-4） 由式（6-3）和（6-4），可得：m mS S tm c t m c )()(01110222111222θθαθθαθθ--=∆∆∆∆ 所以：m mS S tm t m c c )()(01110222221112θθαθθαθθ--∆∆∆∆=假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），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：221112)()(tm t m c c ∆∆∆∆=θθ（6-5） 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 。
冷却法测金属比热容
思考题
4、可否利用本实验中的方法测量金属在任意 温度时的比热容？ 答：本实验的条件是在室温条件下自然冷 却如果低于室温条件或者是接近室温条件的 温度的比热容将无法测量。
5、本仪器测得的温差电势差可读到0.01mV （3位有效数字），但查附录得的温度只能 到1℃（2位有效数字）。你有办法让温度值 多一位（到0.1℃）吗？请试算一个值。 答：用内插法来计算。
思考题
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。如 果满足下列条件：两样品的形状尺寸都相同（例如 细小的圆柱体）；两样品的表面状况也相同； 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，待测金属的比热容为：
C2
C1
M1 (t )2 M 2 (t )1
冷却法测比热容 思考题
1．为什么实验应该在防风筒（即样品室）中
进行？ 答：因为实验中的对公式
Q t
1 S1 (T1
T0 )m
要成的性质不变，
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。
两实验中实验报告出现的主要问题
1、误差理论理解不够透彻，如结果的表示方 法；百分比误差计算后选取的有效位个数等。
2、作图问题，坐标标注不规范。
如果已知标准金属样品的比热容C1、质量M1；待 测比样，品就的 可质 以量 求M出2待及测两的样金品属在材温料度的θ时比冷热却容速C2率。之
思考题
冷却法测量金属的比热容
冷却法测量金属的比热容【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，比例系数称为热传递系数。
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 （1） 根据牛顿冷却定律有：m S tQ)(0111θθα-=∆∆ （2） m S tM c )(0111111θθαθ-=∆∆ （3） 这里，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，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：112122()()M t c c M tθθ∆∆=∆∆ （5） 【实验仪器】金属比热容测量仪，样品（铜、铁、铝）【实验步骤】开机前先连接好加热仪和测试仪，共有加热四芯线和热电偶线两组线。
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，实验室提供）用物理天平秤出它们的质量,,Cu Fe Al M M M 。
实验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5冷却法测定金属比热容
冷却法测定金属比热容试验目的：（1）用冷却法测金属样品的比热容。
（2）了解热电偶的测温原理及应用方法。
试验仪器:导热系数测定仪, 杜瓦瓶，热电耦，秒表，游表卡尺，标准金属样品，待侧金属样品。
试验原理：单位质量的物质，其温度升高1K（或1℃）所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度变化。
将质量为M1的金属样品加热后，放到较低温度的介质（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（D Q/D t）应与温度下降速率成正比（由于金属样品的直径和厚度较小，而导热性能又很好，可以认为样品各处的温度相同），于是得到（1）式中C1为该金属样品在温度q1时的比热容，D q /D t为金属样品的温度q1时的温度下降速率，根据牛顿冷却定律有（2）式中a1为热交换系数，S1为该样品外表面的面积，l为与周围介质有关的系数，q1为金属样品的温度，q0为周围介质的温度。
由（1）和（2）式可得（3）同理，对质量为M2、比热容为C2的另一种标准金属样品，可有同样的表达式（4）如果两样品的形状和尺寸都相同，即S1= S2；两样品表面状况也相同（如涂层、色泽），而周围介质的性质也不变，则有a1=a2。
于是当周围介质温度不变，两样品又处于相同温度q1=q2=q时，由（3）和（4）式可得（5）试验中以铜为标准：三：试验内容1.用铜－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器，经信号发大后输入数字电压表显示的满量程位20mv。
读出的mv数查表即可换算成温度。
2.选取长度、质量、表面光洁度尽可能相同的三种金属样品（铜、铁、铝）用物理天平称出他们的质量。
在根据cu>Fe>Al 这一特点，把他们区别开。
3.使热电偶热端的铜导线与数字表的正端相连，冷却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为200℃（对应的热电动势9.286mv）时，切断电源移去电炉，样品继续安放在与外界基本隔绝的金属圆筒内自然冷却（筒口需盖上盖子）当温度降到102℃（对应的热电动势4.371mv）时开始记录，测量样品由102℃下降到98℃（对应的热电动势4.184mv）所需要的时间。
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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： 本仪器测得的温差电势差可读到0.01mV（3位有效 数字），但查附录得的温度只能到1℃（2位有效数 字）。你有办法让温度值热容
冷却法测比热容 思考题
1．为什么实验要在样品室中进行？ Q 1 S1 (T1 T0 )m 答：因为实验中的对公式 t 要成立的条件之一是：保证周围介质（空 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。
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 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。