电热法测固体的比热容
利用电热法测量金属的比热容
利用电热法测量金属的比热容刘竹琴【摘要】金属比热容是金属物质的一个重要参数,是热学中的一个重要概念.设计利用电热法测量金属的比热容,利用电阻丝产生的热功,使量热系统内待测金属块、搅拌器、玻璃杯、蒸馏水等吸收热量,由于绝热系统所放出的热量等于系统内物质所吸收的热量,根据热平衡方程从而求出待测金属的比热容.将测量结果与标准值相比较,其相对误差较小,证明该方法可靠.%Metal specific heat capacity is an important parameter of metal material,and is an important concept in thermal science.Designed electric heating method is used to measure the specific heat capacity of the metal.The heat produced by using resistance wire,makes the calorimetric system in distilled water absorb heat,including metal piece under test,mixer,etc,due to heat energy of the thermal insulation system that is released is equal to the heat absorbed by the material in the system.According to the heat balance equation the specific heat of the metal under test is pared with the standard value,the relative error is small,and the method is proved to be reliable.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2017(035)010【总页数】4页(P1570-1573)【关键词】电热法;金属比热容;测量;热平衡方程【作者】刘竹琴【作者单位】延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】O4-34物质的比热容是量热学中的一个重要概念，是金属物质的一个重要参数，在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用.目前测量金属比热容的方法有：冷却法［1-3］、混合法［4-6］、比较法［7-9］等.本文设计利用电热法测量金属的比热容，即利用电阻丝对绝热系统进行加热，测量出加热时间和系统初温、末温，计算出量热系统内已知物质所吸收的热量，根据热平衡方程，即系统电阻丝所放出的热量等于系统内各物质所吸收的热量，得出待测金属块的比热容，这种方法测量结果误差较小，避免了混合法中固体投入液体中产生的散热误差，又可减少比较法中不易满足的测量条件［10-12］，为金属比热容的测量提出了一条思路.下面介绍这一测量原理与测量方法.当一个量热系统处于平衡态时，若初温为T1，当给量热器内电阻丝两端加上电压U，通以电流I，通电时间为t，则电阻丝放出的热量为当该量热系统吸收热量后，又处于一个新的平衡态时，设末温为T2.则该系统吸收热量为式中：m1、、m2、m3、m4分别为量热系统内待测金属块的质量、搅拌器的质量、量热器内筒的质量、量热器内蒸馏水的质量；c1、c2、c3、c4为相应物质的比热容.如果该量热系统与外界没有热交换，则根据热平衡方程得由式（3）得，待测金属的比热容为式（4）就是用电热法测量金属比热容的实验公式.具体方式如下：①将IT-1电流量热器、BX7-11型滑动变阻器、54-7型电压表、WYT-20直流稳压电源、DM-A2数字电流表、DM-T数字温度计、导线、开关按照图1连接.②用物理天平分别称量金属块、搅拌器和量热器内筒的质量，分别为m1、m2、m3，在量热器内筒中加入适量蒸馏水，蒸馏水不超过内筒的2/3，再次称量蒸馏水的质量m4.③将装有蒸馏水的量热器内筒放入量热器内，将待测金属块小心放在量热器内筒中间，再把装有搅拌器、加热电阻丝、温度传感器的盖子固定在热量器上面，检查电路.过5 min后，待温度计示数不发生变化时，记录系统初温T1.④闭合开关，同时开始计时，将初温和末温在距离室温3℃以内.时间控制在10 min左右，注意慢慢搅拌，并记录电压和电流的变化.⑤每隔1 min记录一次水温T、电流值I、电压值U.⑥当温度上升5℃左右、时间达到10 min的时候，关闭电源并记录通电时间t，同时继续观察温度变化，直到平衡为止，记录末温T2.2.2.1 实验数据记录系统初温为T1、末温为T2、待测金属块质量为m1、搅拌器质量为m2、量热器内筒质量为m3、蒸馏水质量为m4，测量数据见表1.系统温度T、电流I、电压U随时间变化测量数据见表2.2.2.2 数据处理由表2计算得电热丝两端的平均电压：=5.60 V，平均电流：ˉ=0.928 A.将以上测量数据和已知数据：搅拌器（铜）的比热容C2=0.39×103J·kg-1·℃-1，量热器内筒（玻璃）的比热容C3=790 J·kg-1·℃-1，蒸馏水的比热容C4=4.2×103J·Kg-1·℃-1，代入（4）式，得待测金属的比热容：由于本次实验中温度、时间、质量是单次测量，所以要对这些测量值的不确定度进行估算，此处只考虑B类不确定度.本实验的误差主要来源于温度、时间、电流、电压的测量，所以只考虑温度、时间、电流、电压的影响.测量值温度的不确定度为测量值时间的不确定度为测量值电流的不确定度为电流表为数字电表，最小分度值是1 mA，所以误差限取Δ=0.001 A测量值电压的不确定度为电压表为一级电表，实验选用量程是0～15 V，由误差传递公式得则待测金属的比热容为将测量结果与铝块的标准值c标=0.88×103J·kg-1·℃-1.相比较，其相对误差为本文利用电热法测量金属铝的比热容，由于绝热系统内电阻丝放出的热量等于系统内各物质吸收的热量，已知系统内各吸热物质的质量和比热容，根据热平衡方程计算出了铝块的比热容并与标准值进行了比较，其相对误差较小，测量结果可靠.本文是实验者在已有知识技能的基础上提出的一个实验方法，由于该方法简单、原理清晰、易于操作，因此值得推广.（编辑张继学）【相关文献】［1］孙庆龙.利用冷却法测定金属的比热容［J］.实验科学与技术，2012，10（2）：33-35. ［2］高畅，徐家坤.冷却法测量金属比热容误差探讨［J］.大学物理实验，2008，21（1）：46-48.［3］简玉琼.对用混合法测固体比热容方法的改进［J］.江西师范大学（自然科学版），1988，12（3）：32-36.［4］刘长虹，姚久民，王玉颖.混合法测量固体比热容实验的改进［J］.唐山师范学院学报，2007，29（5）：23-25.［5］吕建伟，鄢玉霞，宦强，等.电热法测固体比热容实验的改进［J］.物理实验，2001，21（9）：10-12.［6］肖啸.混合法测固体比热容实验中的散热修正方法［J］.四川教育学院学报，2009，25（3）：112-113.［7］马黎君.大学物理实验［M］.北京：中国建材工业出版社，2004.［8］韩修林，孙梅娟.固体比热容测定实验的研究［J］.大学物理实验，2010，23（6）：13-15. ［9］张道清，肖世发.固体比热容测定温度修正的改进［J］.重庆文理学院学报，2008，27（4）：46-48.［10］杨述武，赵立竹.普通物理实验［M］.4版.北京：高等教育出版社，2007.［11］吴锋，李端勇.大学物理实验［M］.北京：科学出版社，2009.［12］周开学.工科大学普通物理实验［M］.东营：中国石油大学（华东）出版社，1991.［13］阎向宏，张亚萍.电热法测液体比热容实验的改进［J］.大学物理，1997，16（7）：23-24.［14］孟军华，牛法富，张亚萍.新型液体比热容测量装置与方法的设计［J］.实验室研究与探索，2011，30（4）：14-16.［15］喻凌，潘学军.液体比热容的测量［J］.四川师范大学学报（自然科学版），2003，26（3）：31-32.［16］马红章，刘素美，张亚萍，等.比值法液体比热容测量方案设计［J］.大学物理，2016，35（1）：39-41.［17］陈赛艳.改进液体比热容实验装置和测量方法研究［J］.教育教学论坛，2016，11（37）：265-266.［18］魏秀芳.金属比热容与温度关系的实验研究［J］.大学物理实验，2015，28（5）：49-51. ［19］李磊，付睿丽，马镛.改进电热法测量比热容实验的研究［J］.大学物理实验，2014，27（4）：63-65.［20］刘大卫，刘毅.谐振动法测量空气比热容比的实验研究［J］.大学物理实验，2014，27（2）：62-64.。
实验五 固体比热容的测量(电热法)
实验五 固体比热容的测量（电热法）金属是重要的固态物质，本文对固体物质比热容的测量重点介绍了金属比热容的测量，金属比热容是金属物质的重要特性,本文重点介绍电热法测量固体比热容。
【实验目的】1、掌握基本的量热方法——用量热器测热量法。
2、学习用电热法测固体的比热容。
【实验仪器】热学综合实验平台、量热器、待测钢球、测温探头【实验原理】固体比热容指单位质量的热容量，也是特定粒子电子、原子、分子等结构及其运动特性的宏观表现。
测量固体物质比热容对于了解固体物质性质，物质内部结构等都具有重要的意义，常用于测量固体物质比热容的方法有动态法、混合法、冷却法等。
金属是重要的固态物质，本书对固体物质比热容的测量重点介绍了金属比热容的测量，金属比热容是金属物质的重要特性,本实验重点介绍电热法测量固体比热容。
在量热器中加入质量为m 的待测物，并加入质量为0m 的水，如果加在加热器两端的电压为U ，通过电阻的电流为I ，通电时间为t ，则电流作功为：UIt A = （5-1）如果这些功全部转化为热能，使量热器系统的温度从1T ℃升高至2T ℃，则下式成立()()1201100T T c c m c m mc UIt -+++=ω （5-2）c 为待测物的比热容，0c 为水的比热热容，1m 为量热器内筒的质量，1c 为量热器内筒的比热容， 2m 为铜电极和铜搅拌器总质量，2c 为铜比热容。
由（5-2）式得()[]m c c m c m T T UIt c //0110012ω----= （5-3）为了尽可能使系统与外界交换的热量达到最小，在实验的操作过程中就应注意以下几点：1、不应当直接用手去把握量热筒的任何部分，不应当在阳光直接照射下进行实验。
【doc】电热法测固体比热容
电热法测固体比热容2012年第5期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMA TIONO本刊重稿.电热法测固体比热容杨慧敏(菏泽学院物理系山东菏泽274015)【摘要】探讨了用电热法测固体比热容实验的智能化,介绍了用同等条件下的系统误差消去法消除系统误差的方法.用温度传感器测量温度,用单片机进行计时,并使实验智能化,使实验结果直接从液晶上显示.【关键词】电热法;固体比热容;单片机;温度传感器0引言在传统的混合法测固体比热容实验中【l】,由于辐射,传导,对流,固液混合时产生的热损失比较大,误差大测温频率太快很难准确读出温度,且用修正的方法去找初末温的方法误差较大.处理过程相当麻烦.本实验采用电热法.通过控制放物件和不放物件两种情况下的初末温度相同以及水,杜瓦瓶(包括搅拌器)的质量相等.将上述的种种热散失抵消掉,使测得的温度准确,操作简单.另外.本实验通过单片机控制水的初末温度使温度测量更加准确:用单片机进行时间计时,使时间测量更加准确.通过单片机使实验智能化.实验结果直接从液晶显示上读出[3-61新颖的实验方法和实验仪器不仅使实验过程简单易操作.方便安全.用同等条件下的系统误差消去法使实验结果的精确度得到提高.而且实验仪器简单.符合普通物理教学实验的要求.适于大量推广及应用1电热法测固体比热容原理如图1所示,待测样品放在杜瓦瓶(透明保温杯)中,并设置了温度传感器和电加热器,搅拌器,水面高度为杜瓦瓶(透明保温杯)的3/5左右,样品不宜太大或太小,温度传感器和样品大致位于水的中部,电加热器置于偏下部.图1电热法测固体比热容实验装置图设稳压电源电压为u,电加热器的电阻为R,水温从温度t.升至t电加热器所用时间为T,根据能量守恒定理得如下方程:,产—i一=(玎+m0c+cl+c2)(t2--tt)+Q(1-1)(1—1)式中,ITI,c为待测液体的质量和比热容,mo,c为水,杜瓦瓶(包括搅拌器)的质量和他们等同的比热容.C1为在此实验状况下温度传感器的等效热容量,c为电加热器的比热容.Q为其它因素散失的热量.本实验钡幔的困难在于CI~C2及Q均为未知的参量.为解决这一问题,采用同等条件下的系统误差消去法实验分三步进行:第一步用天平测出物件的质量m.以水,杜瓦瓶(包括搅拌器)的质量mo;第二步不加待测试件,加热时间后.系统温度升至t时蜂鸣器报警单片机开始计时.温度升至t2时蜂鸣器再次报警计时停止,显示所需时间T1:第三步加待测试件且要求水,杜瓦瓶(包括搅拌器)的总质量为mo.且要求温度传感器浸入水中的体积相同,同样测出温度从t到t所需的时间T,根据(I-1)式有:r产=(m0c+c1+c2)(t2-t1)+Q1(1-2)48w,十c2)(f)+Q(1-3)式减去(1—2)式得型+Q一Qc=—m(一￡)(I-3)(1—4)考虑到用单片机实现智能化,以及测量中初末温度相同,水,杜瓦瓶(包括搅拌器)的质量相同,电阻丝浸入水中的体积也相同,所以Q,Q可近似相同.最后可得:C=垦m(t2一t】)(1-5)实验中稳压电源U及电阻丝R选用已知的,t,t为已经设定好的.只要测出加热所用的时间_r1,T及物件的质量m即可得出物件的比热容C.2实验数据图2电热法实验数据图表1电热法实验数据表t,l度度T/秒T√秒ndgm以U,R30.0050.0772792135.516oo5l将以上数据代人(1—5)式中得:c=369.8J/(kg.℃).注意本实验必须保持同等条件的系统误差消去法.本实验中温度精确到O.O1℃,时间T精确到1s,质量m可精确到O.01g,精确度高.黄铜的固体比热容为370.2J/(kg.oC).用电热法所测量的实验误差为0.054%传统的固液混合法日用修正法找初末温度精确度大于0.1~C.时间精确到ls,质量可精确到0.Olg,测得的C=360.8J/(kg.℃).用固液混合法的实验误差为2.7%3结束语本实验采用电热法测固体比热容.和传统的固液混合法测固体比热容相比:该方法使实验简单化:用同等条件的系统误差消去法使实验数据更加简单;采用同等条件下系统误差消去法比修正法更精确;用单片机控制温度传感器使温度测量更加准确:用单片机进行时间计时更加准确;实验结果可从单片机直接读出,效率高.【参考文献】[I]杨述武.普通物理实验:力学及热学部分【M】.北京:高等教育出版社,2000:223—236.E2]毕剑锋,韦金明,易其顺,等.固体比热容测定实验的(下转第36页)2012年第5期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONO本刊重稿.科技信息重要内容从高校院系研究生学术科技活动的意义和定位可以看出.研究生学术科技活动应当是面向所有学生的但从目前的现状来看.受益的仅仅是--4,部分学生.大部分学生仍徘徊在研究生学术科技活动的大门之外,这违背了它的育人宗旨.严重制约着高校院级研究生学术活动再上新的台阶.制约着研究生培养质量的提高针对医学硕士研究生参与学术科研活动的目的和意愿.希望开展何种形式的学术科研活动,开展学术科研活动时更愿意与哪些对象进行交流学习这些问题.根据调查结果分析.我们有针对性的提出了几点对策建议.并在之后开展学术科研活动时采纳这些建议3.1邀请名老中医开展"名医伴我行"学术讲座纵观中医学发展史.探寻名老中医的成才之路.不难发现其大都采用师承的形式,即名师带高徒的传统方法,通过读书f学习经典医着),看病(跟师录病案,抄方),写文章f结合经典医着,总结导师的学术思想,经验专长)来提高临床水平,达到学导师,像导师的传承目的名老中医是将中医药基本理论,前人经验与当今实践相结合.解决临床疑难问题的典范.他们的学术思想丰富多彩,临床经验各具特色邀请名老中医开展"名医伴我行"学术讲座.介绍其学术经验.有利于培养高素质的中医人才.是一条打破常规,更快,更多地培养新一代名医的捷径3.2邀请临床经验丰富的专家开展"学术沙龙"医学研究生的培养最终目标是临床医生.因为l床技能的培养和训练是研究生教育的重点.医学具有很强的实践性.人体各异.影响一个疾病发生发展的因素非常多.同一疾病在不同的病人身上表现也有很大的差异.只有在长期的临床实践中才能获得认识疾病的能力和经验因此我们邀请临床经验丰富的专家,采用"灵活多样的主题,开放的组织形式和自由交流的精神氛围"为主要特征的学术沙龙这一形式来作为我们开展学术科研活动的重要组成形式.在良好的氛围中.无拘束的畅谈,探讨各种临床问题互相争论,在理念碰撞中发现别人的真知灼见.这对于培养研究生创新思辨的学术品质和能力.形成自由而独立的学术环境有着不可或缺的作用3_3开展"i卖经典悟临床"知识竞赛活动高等中医院校的教育任务是培养合格的临床医师.他们既有专业技能.能运用中医理论对临床各种疾病进行正确的辩证论治.又有科研创新能力,对中医理论进行深入的研究.产生新的观点和理论,来破解临床难题,发展中医理论,还要具备良好的职业态度,团队合作精神等职业素养.上述能力的培养仅有课堂讲授是无法实现的.通过竞赛. 用理论知识来解决临床上的实际问题.有利于学生临床思维的培养. 有利于学生独立解决实际问题能力的培养:通过竞赛.有利于学生团队合作精神的培养.就竞赛本身而言,竞赛是对学术能力促进,启发和再培养的一个过程.它极大满足了参赛学术对知识和能力的需求.充分实现了我们的人才培养目标另外.在组织各种形式的学术活动时.不论是学术活动主题的确定,活动形式的设计,还是专家的邀请,竞赛的命题,筹备等等.各种大大小小的工作.全都交由学生亲自来做.这样可以在实践中培养和提高研究生的综合素质.锻炼其组织和合作能力,增强团队精神.这样不仅锻炼研究生学术活动的能力.也锻炼了研究生的组织工作能力.他们不再是学术会单纯的听众或旁观者.而是学术活动的组织者和参与者.经过近几年的发展.我校的研究生招生和培养规模日趋扩大.在校全日制硕士研究生人数不断增多.已达1234人.研究生教育已经成为我校的重要任务.研究生扩招不仅加大了教育管理的难度.也对研究生的教育质量提出挑战而科研活动是研究生教育的本质特征和生命力所在.是研究生创新教育的核心.同时也是研究生最主要的学习活动和学习方式高校院系作为研究生培养教育的基层单位.其学术科技活动对于研究生创新能力的培养显得尤为重要.因此,要实现研究生教育的培养目标.针对研究生的学术科技活动的有效开展起着至关重要的作用.●【参考文献】[1]李非.浅议研究生学术沙龙的意义fJ].黑龙江教育,2008(3):22—24.f21臧文斌,李恩当前硕士研究生学术规范现状的调查研究:以重庆市调查为例『J].中国电力教育,2008(10):164—166.[3]杨宁,伊凡.科研是传承名老中医学术经验,培养新一代名医的捷径[J].世界中医药,2009(1):3_4作者简介:朱崇梅,女,硕士,从事学生思想教育工作.※基金项目:浙江中医药大学校级科研基金项目2010WY02.[责任编辑:王静](上接第30页)周边安排集中连片的工业项目,既解决城镇建设用地的瓶颈问题.又带动当地经济发展.提供更多的就业岗位.提高当地农民收入另一方面.在进行新民居建设时要本着集约高效用地的原则.优先选择空闲地,未利用地或废弃的打谷场,坑塘等作为新民居建设的选址地.或利用现有村庄原址进行滚动开发改造,边拆边建.在减少新增建设用地的同时.降低新民居建设的成本投入.推动新民居建设的稳定发展.3.4科学配置农村公共配套服务建设加大政府投入力度,科学配置农村新民居规划区公共配套服务建设机制.划拨专项资金加大对村内部主要道路硬化,垃圾无害化处理,公共厕所建设,供水设施,排水沟渠建设,村民活动室,卫生室建设,幼儿园等基础设施的投入促进农村再生能源开发和利用,积极推广使用太阳能.大力实施生态家园富民工程.推进沼气池建设形成设施完备,功能齐全,节能环保的农村新设施.●【参考文献】[1]唐振龙,刘娜,刘炳强.关于河北省农村新民居建设的实证性研究lJ1.中国农学通报.2Oll,27(6):426-430.[2]张玲,李璇.试析河北省新民居建设的保障机制明l邯郸职业技术学院,第23卷第4期:39—41.[3]易成.借鉴国外经验促进新农村建设『J1l当代经济.2006(08).作者简介:赵楠,女,河北民族师范学院教师,讲师,主要从事土地政策,房地产经济,土地经济方面的研究.※基金项目:河北省高等学校人文社会科学研究项目(编号SZ2011511);河北省社会科学基金项目(编号HB11GL018);教育部人文社会科学研究青年基金(11YJC630101).(上接第48页)改进lJll高教装备.2006,4:49—51.[3]朱俊孔,张山彪,高铁军,等.普通物理实验[M].济南:山东大学出版社,2000: 81—90.[4]周良权.数字电子技术基础[M1.2版.北京:高等教育出版社.2002:3O一88.[5]杨素行.模拟电子技术基础简明教程【M】.北京:高等教育出版社,2006:t79—209.[6]郭天祥.51单片机c语言教程『M1.北京:电子工业出版社,2008:212—234. [责任编辑:曹明明]作者简介:~(1984.11一),女,山东梁山人,硕士,菏泽学院物理系,助教.※项目基金:菏泽学院科学研究基金(批准号XY10XX01);山东省高等学校科技计划项目(批准号JHLA52}资助的课题.[责任编辑:王洪泽】。
固体比热容的测量
5.3.3 固体比热容的测量（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）19世纪，随着工业文明的建立与发展，特别是蒸汽机的诞生，量热学有了巨大的进展。
经过多年的实验研究，人们精确地测定了热功当量，逐步认识到不同性质的能量（如热能、机械能、电能、化学能等）之间的转化和守恒这一自然界物质运动的最根本的定律，成为19世纪人类最伟大的科学进展之一。
从今天的观点看，量热学是建立在“热量”或“热质”的基础上的，不符合分子动理论的观点，缺乏科学内含。
但这无损量热学的历史贡献。
至今，量热学在物理学、化学、航空航天、机械制造以及各种热能工程、制冷工程中都有广泛的应用。
比热容是单位质量的物质升高（或降低）单位温度所吸收（或放出）的热量。
交换是难免的。
因此要努力创造一个热力学孤立体系，同时对实验过程中的其他吸热、散热做出校正，尽量使二者相抵消，以提高实验的精度。
实验原理1． 混合法测比热容设一个热力学孤立体系中有n 种物质，其质量分别为m i ，比热容为c i （i=1,2,…,n ）。
开始时体系处于平衡态，温度为CT 1，与外界发生热量交换后又达到新的平衡态，温度为T 2。
若体系中无化学反应或相变发生，则该体系获得（或放出）的热量为))(...(122211T T c m c m c m Q n n -+++= （1） 假设量热器和搅拌器的质量为m 1，比热容为c 1，开始时量热器与其内质量为m 的水具有共同温度T 1，把质量为m x 的待测物加热到T ’后放入量热器内，最后这一系统达到热平衡，终温为T 2。
如果忽略实验过程中对外界的散热或吸热，则有))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -⋅⋅++=--- （2）式中c 为水的比热容。
310.2--⋅⋅cm K VJ 代表温度计的热容量，其中V 是温度计浸入到水中的体积。
2． 系统误差的修正在量热学实验中，由于无法避免系统与外界的热交换，实验结果总是存在系统误差，有时甚至很大，以至无法得到正确结果。
4 固体比热容的测量
实验18 固体比热容的测量（一）混合法测量固体比热容[实验目的]1．学习量热的基本方法——混合法2．学习一种修正散热的方法——温度的修正3．测定金属的比热容[实验仪器]量热器、双壁加热器、蒸汽锅、电炉、水银温度计（0-50.0℃, 0－100℃）各一支、物理天平、停表、量筒。
[仪器介绍]1．量热器为了使实验系统（包括待测系统与已知其热容的系统）成为一个孤立系统, 我们采用量热器。
传递热量的方式有三种: 传导、对流和辐射。
因此必须使实验系统与环境之间的传导、对流和辐射都尽量减少, 量热2．外筒是双层结构, 空气封闭其中, 因为空气是热的不良导体, 故可避免空气传导而引起热量的损失；外筒上端的木盖可严密地盖着, 避免空气对对流所引起的热量损失；外筒的内壁和内筒的外壁均电镀得十分光亮, 可减少热辐射, 外筒的底部放上一个隔外筒的外表再包一层绒布, 这样就能使整个系统尽可能根据上述测量的T－t数据, 以T为纵坐标, 以t为横坐标, 即得如图（2—3—18—4）的T－t曲线。
A点对应的时刻就是测水温开始的时间 , B点对应的时刻就是, 而不是5分钟末的时间。
然后作图即得混合前后冷水的初温和末温T。
把各个物理量的测量值代入式（2-3-18-1）即可算出金属样品的比热容。
图（2—3—18—4）中的G点所对应的温度应为室温所在的位置, 这样才不影响温度的修正。
[实验内容和要求]1. 混合法测定铜块的比热容2.混合过程中散热的温度修正法3．混合前量热器（含水）系统温度低于室温（加冰块）, 测量系统随时间吸热变化的温度。
4. 混合过程快速测量变化的温度5. 数据处理：Cx与标准值求百分误差［注意事项］1. 作温度值修正法曲线图, FE垂直于t轴, 满足S1=S2, 图中G点对应的温度接近室温为佳。
2. 从曲线图中定出初温T2和末温T。
［实验思考］请分析本实验主要的误差来源。
（二）冷却法测量金属的比热容[实验目的]学习冷却法测量金属比热容的方法[实验仪器]FB312型冷却法金属比热容测量仪[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。
热学中的热容与比热容实验
热学中的热容与比热容实验在热学中，热容和比热容是两个重要的概念。
热容是指物体吸收热量时温度变化的大小，而比热容则是指单位质量物体吸收热量时温度变化的大小。
为了探究物体的热容与比热容，科学家们进行了一系列实验。
实验一：热容实验在热容实验中，一定量的物质被加热，观察其温度随时间的变化。
这个实验的基本原理是根据热力学第一定律，可以得出物体吸热量与其温度变化的关系。
具体的实验步骤如下：步骤一：准备实验器材。
实验所需的器材包括热量计、加热器、温度计等。
步骤二：称取一定质量的物质，例如水，放入热量计中。
确保物质的质量和初始温度的准确测量。
步骤三：通过加热器向热量计中输入一定的热量。
可以使用电热丝或者火焰等方式进行加热。
步骤四：记录物质温度随时间的变化。
可以使用温度计在不同时间间隔内测量物质的温度。
步骤五：根据实验结果，绘制温度-时间图。
通过观察曲线的变化可以得出物质的热容。
通过这个实验，可以获得物质吸热能力的信息，对于热学的研究有着重要的意义。
实验二：比热容实验在比热容实验中，研究的对象是不同物质的比热容。
比热容实验的关键是比较不同物质在相同条件下吸收相同热量时温度的变化情况。
具体的实验步骤如下：步骤一：准备实验器材。
实验所需的器材包括热量计、加热器、温度计等。
步骤二：准备不同物质的样品，确保样品的质量和初始温度的准确测量。
步骤三：称取一定质量的样品并放入热量计中。
步骤四：通过加热器向热量计中输入一定的热量。
记录样品温度随时间的变化。
步骤五：比较不同样品在相同条件下的温度变化。
观察不同样品的温度变化速率，可以得出不同物质的比热容大小。
比热容实验的结果对于研究物质的热传导和热性质具有重要的意义。
不同物质的比热容差异可以解释为何不同物质在相同热量输入下温度变化不同。
总结：通过热容与比热容实验，我们可以了解不同物质的热性质。
热容实验可以获得物质吸热能力的信息，而比热容实验则可以对不同物质的比热容进行比较。
这些实验为我们深入了解物质的热学特性和热传导提供了重要的实验依据。
固体比热容的测定及误差分析
固体比热容的测定及误差分析郭超200802050234 08物理（2）班摘要：比热容是物质的一个重要物理特性，比热容的测量是热学中的一个基本测量，在新能源的开发和新材料的研制中，物质的比热容的测量往往是不可缺少的，但由于散热因素多而且不容易控制和测量，使量热实验的准确度往往较低，因此，设法改进实验方法，提高使用精确度便成为人们关注的问题，本实验用混合法测出来金属块的比热容，并进行了散热修正是误差减小到了最低。
关键词：固体、比热容、误差分析Abstract: The specific heat capacity is an important material and physical properties, specific heat capacity of thermal measurement is a basic measurement, development of new energy and new material, the material specific heat capacity measurements are indispensable, but the heat factor more and not easy to control and measurement, so that calorimetry experiments are often less accurate, therefore, seek to improve the experimental methods, increase the accuracy of people have become issues of concern, the experiment measured by the piece of metal mixed with the specific heat capacity, and amendment to the heat reduced to a minimum error.Key words: solid, specific heat capacity, error analysis一、实验原理：1.1实验原理的引入：测量固体的比热容的方法与有很多种，例如混合法、比较法、冷却法等，但是这些方法在实际操作中都会引入较大的误差。
物质比热容的测定方法研究1
摘要比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能，通常用符号c表示。
比热容是一个重要的物理量，物质比热容的测量是物理学的基本测量之一。
比热容的测定对于了解物质的结构、确定物质的相变、鉴别物质的纯度以及新能源的开发和新材料的研制等方面，都起着重要作用。
因此，比热容的测量是物理学的重要内容之一。
关键词：固体；液体；气体；比热容AbstractSpecific heat capacity (specific heat capacity), referred to as heat specific thing, is the quality of heat, unit of material quality object if unit of temperature change unit can absorb or release, usually use symbol c said. Heat capacity is an important parameters measurement of heat, material is one of the basic physics of measurement. Heat capacity to understand the structure determination of material, material of phase change, identify the purity of the material and the development of new energy and material research, etc .plays an important role. Therefore, the heat of the measurement is one of the important contents of physics.Keywords: solid; liquid; gas; Specific heat capacity目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)第二章固体物质比热容的测定 (2)2．1动态法测固体比热容 (2)2.1.1实验原理 (2)2.1.2 实验装置 (3)2.1.3 数据处理 (3)2．2 混合法测金属比热容 (4)2.2.1 实验原理 (4)2.2.2 实验器材、数据记录及处理 (4)2.2.3 讨论 (5)2.3 比较法测定金属比热容 (5)2.3.1 实验原理 (5)2.3.2 实验装置 (6)2.3.3 实验数据记录及计算 (7)2.3.4 关于实验条件的讨论 (8)2．4 本章小结 (8)第三章液体物质比热容的测定 (9)3.1 利用牛顿冷却定律测定盐水的比热容 (9)3.1.1 实验原理与方法 (9)3.1.2 实验数据与处理 (10)3.1.3 小结 (12)3．2 电热法测液体比热容实验 (12)3.2.1 实验原理 (12)3.2.2 实验结果与讨论 (13)3．3 本章小结 (13)第四章气体物质比热容的测定 (15)4.1 对空气比热容比测定实验的研究 (15)4.1.1 气体比热容比测定实验原理 (15)4.1.2 实验结果及分析 (16)4.2 测定空气比热容比实验的探讨 (19)4．3 本章小结 (19)总结 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪论物质的比热容是物质特性的重要参量，比热容数值可提供对理论物理计算的最直接验证，也是决定某些近代理论所用的假设是否适用的最直接方法。
3-固体比热容的测定(冷却法)
实验三、固体比热容的测定（冷却法）一、实验目的掌握用冷却法测金属的比热二、实验仪器铝盘、铜盘、金属比热容测量装置、热学综合实验仪三、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，测量物质的比热容一般有混合法，冷却法和电热法三种。
对良导体，一般采用冷却法。
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 ）应与温度下降速率成正比（由于金属样品的直径和长度都较小，而导热性能又很好，所以可认为样品各处的温度相同）Q=cm(t 1-t 2)由此到下述关系式：11m c t Q =∆∆t∆∆θ ① 式中C 1为该金属样品在温度θ1时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在温度θ1时的温度下降速率，根据牛顿冷却定律有：n S t Q )(0111θθα-=∆∆ ② 式中α1为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，n 为与圆周介质的状况有关的系数，θ1为金属样品的温度，θ0为周围介质的温度，由式①和式②，可得：n 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，同样有：n S tm c )(0222222θθαθ-=∆∆ ④ 由式③和式④，可得：c 2=c 1n n S t m S t m )()(011122022211θθαθθθαθ-∆∆-∆∆如果两样品的形状和尺寸都相同，即S 1=S 2，两样品表面状况也相同（如涂层，色泽等），而周围采用同样的介质（空气），则有α1=α2，两样品又处于相同温度θ1=θ2=θ时，上式简化为：如果已知标准金属样品的比热容c 1，质量m 1，待测样品的质量m 2及两样品在温度θ时的温度下降速率1⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆t θ和2⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆t θ，就可求得待测金属的比热容c 2。
已知铜在50℃时的比热容为：c=393J/（kg ℃）四、实验内容与步骤内容：测量铝在50℃时的比热容。
改进电热法测定比热容实验的研究
改进电热法测定比热容实验的研究李磊;付睿丽;马镛;吴修治【摘要】Improving physics formulas electric heat capacity measurement method is used to make the experi-ment more streamlined circuit. Be based on the specific heat capacity of a conventional measuring instrument on the improvement of the production of a new heat capacity measuring apparatus,the apparatus and experi-ments measuring the specific heat capacity of the material can be achieved by precision. Improved the process-ing methods of the experimental data and verify its accuracy.%]改进电热法测量比热容方法中使用的物理公式，使实验电路更为精简。
在以往比热容测定仪器的基础上进行改良，制作出新的比热容测定装置，并通过实验验证该装置测定物质比热容所能达到的精确度。
对实验的数据处理方法进行改进，并验证其精度。
【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P64-66)【关键词】比热容测定装置;改进【作者】李磊;付睿丽;马镛;吴修治【作者单位】河海大学，江苏南京 210098;河海大学，江苏南京 210098;河海大学，江苏南京 210098;河海大学，江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】O4-33比热容是表示物质热性质的物理量，测量物质的比热容实验是物理实验的基本实验之一，具有重要意义。
热学中的热容与比热实验
热学中的热容与比热实验热学是研究能量传递和转化的科学领域，其中热容与比热是重要概念之一。
热容指的是物体吸收或释放热量时所需的能量，而比热则是指物体单位质量所需的能量。
在研究热容与比热的过程中，实验是不可或缺的手段。
本文将介绍热容与比热实验的基本原理、常见的实验方法以及实验结果的分析。
实验一：热容测量法热容测量法是一种常用的测量物体热容的方法。
实验装置主要包括一个绝热容器、一个热敏电阻、一个恒温水浴和一个电子温度计。
实验步骤如下：1. 将待测物体放入绝热容器中，确保容器内没有空气。
2. 将绝热容器放入恒温水浴中，待温度达到稳定。
3. 通过电子温度计测量绝热容器和水浴的温度，并记录下来。
4. 在绝热容器外部固定一个热敏电阻，并将其电阻连入一个恒定电流的电路中。
5. 记录热敏电阻的电阻值，并计算出电阻温度。
6. 现在可以根据实验数据计算出物体的热容量。
实验二：比热测量法比热测量法是用来测量物体比热的实验方法。
下面介绍一种常用的比热测量方法——热量叠加法。
1. 准备两个相同质量的金属块，并用酒精灯将它们分别加热到相同温度。
2. 然后将其中一个金属块迅速放入一个绝热容器中，容器内充满水。
待另一个金属块冷却至常温。
3. 用温度计测量水的初始温度并记录下来。
4. 将加热的金属块迅速放入绝热容器中的水中，搅拌水使温度均匀分布，并记录下水的最终温度。
5. 现在可以根据实验数据和物质的质量计算出它的比热。
实验结果分析在热容与比热实验中，得到的实验数据可以用来计算物体的热容或比热。
通过这些实验数据，我们可以得出以下几个结论：1. 热容与物质的质量成正比。
当质量增加时，热容也会相应增加。
2. 热容与物质的种类有关。
不同物质具有不同的热容值。
3. 比热与物质的种类有关。
不同物质具有不同的比热值。
4. 比热和热容的单位可以是焦耳/摄氏度或卡路里/摄氏度。
实验中的注意事项在进行热容与比热实验时，需注意以下几点：1. 实验室环境应保持稳定，避免外界热量对实验结果的影响。
混合法测固体比热容实验报告
混合法测固体比热容实验报告
实验名称：混合法测固体比热容实验
实验目的：通过混合法测定固体物质的比热容，并掌握测量固体比热容的基本方法。
实验器材：水银温度计、容量瓶、热水槽、固体样品、卡尺、电子天平、恒温水浴
实验原理：根据热力学第一定律，将两个温度差不大的体系组成一个新的温度近似于平衡的体系，实验测量两个组成部分的温度，通过计算体系热平衡时所释放或吸收的热量来测定固体的比热容。
实验步骤：
1. 准备实验器材和固体样品，将样品清洗干净并用卡尺测量其尺寸，计算出体积。
2. 在容量瓶中注入适量水，放入热水槽中加热。
同时将固体样品放入恒温水浴中加热到与水温相近。
3. 测量恒温水浴、容器和固体样品的质量，记录下来并计算出固体样品的质量。
4. 等待热平衡达到，此时将固体样品快速放入热水中，记录下热水的温度变化。
5. 根据混合法公式，计算出固体样品的比热容。
实验结果：通过以上步骤，我们测得铁样品的比热容为
0.455J/(g·℃)。
实验结论：通过混合法测固体比热容实验，我们掌握了测量固体比热容的基本方法，并成功地测得了铁样品的比热容，这对于今后的物理实验和理论研究具有重要的意义。
比热容测定实验
比热容测定实验比热容测定实验是一种重要的物理实验，它可以帮助我们了解物质的热性质。
在本文中，我们将详细讨论比热容的定义和定律，并解释比热容测定实验的具体步骤和实验室准备工作。
此外，我们还会探讨该实验的应用和其他专业性角度。
首先，让我们来了解一下比热容是什么。
比热容是指物质在单位质量下吸收或释放的热量与其温度变化之间的关系。
根据热力学定律，比热容可以通过以下公式计算：C = Q / (mΔT)其中，C代表比热容，Q表示吸收或释放的热量，m是物质的质量，ΔT是温度变化量。
测量比热容的实验通常涉及加热和冷却物体，并测量其温度变化。
下面是步骤的详细解释：1. 实验准备：- 确定实验所需的材料和仪器。
通常情况下，我们会选择一个绝热杯，温度计，加热器和计时器等工具。
- 挑选适当的材料作为实验样品。
根据实验目的和需求，可以选择固体、液体或气体样品。
2. 温度测量：- 在实验开始之前，确保温度计已经校准并且准备好使用。
- 将温度计插入样品中，并记录开始时的温度。
3. 加热过程：- 将样品放入绝热杯中，并使用加热器逐渐加热样品。
- 使用计时器定时，同时记录样品的温度随时间的变化。
- 当样品达到所需的温度时停止加热。
4. 冷却过程：- 停止加热后，立即开始记录样品的温度随时间的变化。
- 使用计时器定时，直到样品的温度达到室温。
完成实验后，我们可以利用实验数据计算比热容。
首先，我们需要计算加热过程中的热量吸收量，可以使用以下公式：Q = mcΔT其中，Q是吸收的热量，m代表样品的质量，c是样品的比热容，ΔT是温度变化。
对于冷却过程，我们可以使用相同的公式计算释放的热量。
通过将热量吸收和释放的数据代入比热容的定义公式，我们可以得到比热容的数值。
比热容测定实验在许多实际应用中都具有重要意义。
比热容的值可以提供有关物质内部结构和相互作用的信息。
它在工程领域中用于设计和优化热交换装置，以便有效利用热量和能源。
此外，比热容也被广泛用于食品科学、材料科学和环境科学等领域的研究。
电热法测固体比热容实验的改进
近似按高斯分布处理, 测量值与其真值 A c ( 取公认值 385J ( kg ・℃) 之差, 对置信概率
0195, 应不大于 1196u ( c) , 测量结果为
c- A u ( c)
c
= 1. 8
所以, 可以认为测量结果和公认值在测量误差 范围内是一致的, 本实验用来测固体的比热容 是可行的Ζ 测量结果的报道为 c = ( 376 ± 5) J ( kg
u (Σ 1) = u (Σ 2 ) = 0. 4
u (m 01 ) = u (m 02 ) = u (m ) =
0. 02
3 = 01016g
2
u ( c1 ) = c1
u (m 01 ) m 01 - m 02
+
u (m 02 ) m 01 - m 02
2
+
12
物理实验 第 21 卷 第 9 期
less D ew a r fla sk. Key words: elect ric hea t ing; sp ecific hea t of so lid; in teg ra ted tem p era tu re sen so r AD 590; hea t lo ss; com p en sa t ion
(D ep a rtm en t of Phy sics, Ea st Ch ina N o rm a l U n iversity, Shangha i, 200062)
Abstract: T h is p ap er exp lo res the im p rovem en t on exp erim en ta l device of m ea su ring the sp e2 cific hea t of so lid, and in t roduces the com p en sa t ion m ethod fo r sy stem erro rs. T he tem p era tu re is m ea su red w ith an in teg ra ted tem p era tu re sen so r AD 590, am p lified and zeroed th rough an ana log circu it, d isp layed d irect ly by a d ig ita l vo ltm eter. T he fo rm er ca lo ri m eter is rep laced w ith a sta in 2
固体比热容的测量
固体比热容得测量一、实验目得1、掌握基本得量热方法一一混合法；2、测左金属得比热容：3、学习一种修正散热得方法。
二、实验仪器量热器、温度计（0、00-50、00 °C与0、0—100、0 叱各一支）、物理天平、待测金属粒、冰、停表、加热器、量筒等.三、实验原理1、混合法测比热容依据热平衡原理，温度不同得物体混合后，热量将由髙温物体传给低温物体，如果在混合过程中与外界无热量交换，最后达到均匀稳左得平衡温度。
根据能量守恒定律，高温物体放出得热就就应等于低温物体吸收得热量，即：本实验即根据热平衡原理用混合法测泄固体得比热。
设量热器（包括搅拌器与温度计插入水中部分）得热容为C,实验时，量热器内先盛以质量为，温度为得冷水，之后，把加热到温度为质量为得待测金属块投入量热器中，经过热交换后，水量热器与金属块达到共同得末温，依热平衡方程有：（1）即（2）量热器得热容C可以根据其质量与比热容算出。
设量热器筒与搅拌器由相同得物质制成，英质量为，比热容为，则（3）式中为温度汁插入水中部分得热容•得值可由下式求出：式中V为温度计插入水中部分得体积。
表示以J・°C |为单位时得数值，而表示V以cm' 为单位时得数值.2、系统误差得修正上述讨论就是在假左量热器与外界没有热交换时得结论。
实际上只要有温度差异就必然会有热交换存在，因此实验结果总就是存在系统误差，有时甚至很大，以至无法得到正确结果。
所以,校正系统误差就是量热学实验中很突出得问题。
为此可采取如下措施：1 ）要尽量减少与外界得热量交换，使系统近似孤立体系。
此外，量热器不要放在电炉旁与太阳光下，实验也不要在空气流通太快得地方进行。
2）采取补偿措施，就就是在被测物体放入量热器之前，先使疑热器与水得初始温度低于室温，但避免在两热器外生成凝结水滴.先估算，使初始温度与室温得温差与混合后末温高岀室温得温度大体相等。
这样混合前量热器从外界吸热与混合后向外界放热大体相等，极大地降低了系统误差。
实验六固体比热容的测量
实验六 固体比热容的测量一、 实验目的1、 掌握基本的量热方法——混合法；2、 测定金属的比热容；3、 学习一种修正散热的方法。
二、 实验仪器量热器、温度计（0.00-50.00 0C 和0.0-100.0 0C 各一支）、物理天平、待测金属粒、冰、停表、加热器、量筒等。
三、 实验原理1、 混合法测比热容依据热平衡原理，温度不同的物体混合后，热量将由高温物体传给低温物体，如果在混合过程中和外界无热量交换，最后达到均匀稳定的平衡温度。
根据能量守恒定律，高温物体放出的热量就应等于低温物体吸收的热量，即：本实验即根据热平衡原理用混合法测定固体的比热。
设量热器（包括搅拌器和温度计插入水中部分）的热容为C ，实验时，量热器内先盛以质量为0m ，温度为1t 的冷水，之后，把加热到温度为2t 质量为m 的待测金属块投入量热器中，经过热交换后，水量热器与金属块达到共同的末温θ,依热平衡方程有：))(()(1002t C c m t mc -+=-θθ （1）即 )())((2100θθ--+=t m t C c m c (2) 量热器的热容C 可以根据其质量和比热容算出。
设量热器筒和搅拌器由相同的物质制成，其质量为1m ，比热容为1c ，则C c m C '+=11 （3）式中C '为温度计插入水中部分的热容。
C '的值可由下式求出：{}{}3109.1cm C J V C ='-⋅式中V 为温度计插入水中部分的体积。
{}10-⋅'C J C 表示C '以J ·0C -1为单位时的数值，而{}3cm V 表示V 以cm 3为单位时的数值。
2、 系统误差的修正上述讨论是在假定量热器与外界没有热交换时的结论。
实际上只要有温度差异就必然会有热交换存在，因此实验结果总是存在系统误差，有时甚至很大，以至无法得到正确结果。
所以，校正系统误差是量热学实验中很突出的问题。
2 固体比热容的测量
固体比热容的测量一、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：tM c t Q∆∆=∆∆111θ （1） （1）式中C 1为该金属样品在温度θ1时的比热容，t∆∆1θ为金属样品在θ1的温度下降速率，根据冷却定律有：m S tQ)(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，θ1为金属样品的温度，θ0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 )(0122122θθαθ-=∆∆ （4） 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m 0111m0222111222)(S )(S tM c t M c θ-θαθ-θα=∆θ∆∆θ∆m 0111m 0222221112)(S )(S tM t M c c θ-θαθ-θα∆θ∆∆θ∆=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θ0恒定），两样品又处于相同温度θθθ==21时，上式可以简化为：（5）本实验中采用热电偶测量温度，热电偶的温度通过热电势表示，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2121)()()()(tE t Et t ∆∆∆∆=∆∆∆∆θθ，式（5）可以简化为：如果已知标准金属样品的比热容C 1、质量M 1；待测样品的质量M 2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C 2。
固体比热测定方法
5.3.3 固体比热容的测量（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）19世纪，随着工业文明的建立与发展，特别是蒸汽机的诞生，量热学有了巨大的进展。
经过多年的实验研究，人们精确地测定了热功当量，逐步认识到不同性质的能量（如热能、机械能、电能、化学能等）之间的转化和守恒这一自然界物质运动的最根本的定律，成为19世纪人类最伟大的科学进展之一。
从今天的观点看，量热学是建立在“热量”或“热质”的基础上的，不符合分子动理论的观点，缺乏科学内含。
但这无损量热学的历史贡献。
至今，量热学在物理学、化学、航空航天、机械制造以及各种热能工程、制冷工程中都有广泛的应用。
比热容是单位质量的物质升高（或降低）单位温度所吸收（或放出）的热量。
交换是难免的。
因此要努力创造一个热力学孤立体系，同时对实验过程中的其他吸热、散热做出校正，尽量使二者相抵消，以提高实验的精度。
实验原理1． 混合法测比热容设一个热力学孤立体系中有n 种物质，其质量分别为m i ，比热容为c i （i=1,2,…,n ）。
开始时体系处于平衡态，温度为CT 1，与外界发生热量交换后又达到新的平衡态，温度为T 2。
若体系中无化学反应或相变发生，则该体系获得（或放出）的热量为))(...(122211T T c m c m c m Q n n -+++= （1） 假设量热器和搅拌器的质量为m 1，比热容为c 1，开始时量热器与其内质量为m 的水具有共同温度T 1，把质量为m x 的待测物加热到T ’后放入量热器内，最后这一系统达到热平衡，终温为T 2。
如果忽略实验过程中对外界的散热或吸热，则有))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -⋅⋅++=--- （2）式中c 为水的比热容。
310.2--⋅⋅cm K VJ 代表温度计的热容量，其中V 是温度计浸入到水中的体积。
2． 系统误差的修正在量热学实验中，由于无法避免系统与外界的热交换，实验结果总是存在系统误差，有时甚至很大，以至无法得到正确结果。
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11. 电热法测固体的比热容
一．目的
1．掌握基本的量热方法---电热法.
2．测固体的比热容.
二．实验仪器
1.YJ-RZT-IIA数字智能化热学综合实验平台、
2.量热器、
3.数字温度计、
4.加热器、
5.天平、
6.待测金属钢珠、
7.连接线.
三．原理
如图1所示,在量热器中加入质量为m的待测物,并加入质量为m
的水,如果加在加热器两端的电压为U, 通过电阻的电流为I, 通电时间为τ, 则电流作功为：
A=UIτ (1)
如果这些功全部转化为热能，使量热器系统的温度从t
1℃升高至t
2
℃，则下式成立
UIτ=(mc+m
0c
+m
1
c
1
+ωc
)( t
2
- t
1
) (2)
c为待测物的比热容,c
0为水的比热热容, m
1
为量热器内筒的质量,c
1
为量热器内筒的比热容,
在测量中，除了用到的水和量热器内筒外，还会有其他诸如搅拌器、温度传感器、加热器
等物质参加热交换, 我们把搅拌器、加热器和温度传感器等的质量用水当量ω表示. ω可以由实验室给出.
由2式得:
c＝〔UIτ/( t
2- t
1
)- m
c
- m
1
c
1
-ωc
〕/m (3)
为了尽可能使系统与外界交换的热量达到最小，在实验的操作过程中就应注意以下几点：不应当直接用手去把握量热筒的任何部分；不应当在阳光直接照射下进行实验；不在空气流通过快的地方或在火炉旁或暖气旁做实验.此外，由于系统与外界温差越大，在它们之间传递越快；时间越长，传递的热量越多.因此在进行量热实验时，要尽可能使系统与外界的温差小些，并尽量使实验进行得快些.
四．实验步骤
1. 用天平称出不锈钢量热器内筒质量m
1,
加入一定量的水后用天平称出其总质量M,则水
的质量m
0=M- m
1,
2.用天平称取一定量m（约100g）的金属颗粒放于量热器水中,如图1所示,安装好量热器装置.
3.打开电源开关,如图2所示,调节恒压调节钮, 使其恒压输出12V左右,
4.如图2所示,连接好加热器电路, 将测温电缆和搅拌电机电缆与YJ-RZT-IIA数字智能
化热学综合实验平台面板上对应电缆座连接好,安装好搅拌电机、测温探头、加热器.
4．打开搅拌开关,记录系统温度t
1
5.连接好加热电阻电路。
6.将加热电阻接在电功表输出端，恒压输出调至12V，恒压输出的正端接入电功表输入，
图2
恒压输出负端先不接，按压“显示“切换到计功状态，按压“功能”选择计功为5
分钟，按“启动”开始计功，同时迅速接通恒压输出负端至电功表输入。
5分钟后，拔掉加热电阻的连线(在通电过程中要不断搅拌)电功表自动测量出这段时间之内加
热电阻所做的功，断电后仍要继续搅拌，待温度不再升高记录其最高温度t
2
7.关闭搅拌开关、电源开关,轻轻拿出温度计、搅拌器、加热器，将量热器内筒的水倒
出, 备用.
8.重复测量3-5次，取平均值。
9.重复测量3-5次，取平均值。
水在25℃时的比热容c
为0.9970cal·g-1·℃-1(4.173 J·g-1·℃-1), 不锈钢在25℃时
的比热容C
2
为0.120 cal·g-1·℃-1(0.502J·g-1·℃-1),本实验仪的水当量ω= 6.68 g (由实验室给出).
五.实验数据
c＝〔UIτ/( t
2- t
1
)- m
c
- m
1
c
1
-ωc
〕/m
六.思考题
1.为了减少系统与外界的热交换，在实验地点和操作中应注意什么？
2.水的初温选得太高、太低有什么不好？
3.系统的终温由什么决定的？终温太高，太低有什么不好？
4.金属颗粒过大或过小有什么坏处？金属颗粒的质量以多大为宜？七．注意事项
1.供电电源插座必须良好接地；
2.在整个电路连接好之后才能打开电源开关；
3.严禁带电插拔电缆插头；
4.仪器加热温度不应超过50℃.
5.切勿将加热器裸露在空气中加热.。