大学基础物理实验课件焦耳热功当量
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电量热法和焦耳热功当量
电量热法和焦耳热功当量
实验及应用背景介绍 实验目的和教学要求 实验原理 实验仪器介绍 课堂思考 选做实验
实验及应用背景介绍
焦耳热功当量实验是证明能量守 恒和转换定律的基础性实验。
焦耳从1840年起，花费了几十年 的时间做了大量实验，论证了传热和 作功一样，是能量传递的一种形式。 热功当量是一个普适常数，与作功方 式无关。从而为能量守恒和转换定律 的确立奠定了坚实的实验基础。
实验目的和教学要求
研究电热法中的作功与传热关系。 了解热学实验的安排和仪器的使用。 学习用线性回归方法进行散热修正。
实验原理
T VE A
R
（ 热功当量实验装置）
电阻通电t秒电场力 作功W=VIt。
若功全部转化为热 量，使盛水的量热器系 统由初温θ 0升到θ ， 系统吸收热量为Q，根 据焦耳定律Q=JW，则热 功当量：
选做实验
利用本实验装置及现场提供的其 它器件和提示，自组数字温度计，实 验方案自拟。
量热器 电子天平 温度计(－50.0～150.0℃) 数字三用表 水桶，停表，干拭布等。
实验内容
1．称量各种质量。
2．测量时间-温度关系。 升温30分钟，每分钟读取1个温度值。
3．测量加热器的电功率。 在读数始末，用三用表测出加热器两端 的电压。
4. 注意事项：
升温时不断搅拌以保证温度均匀。监视电 源电压，防止因搅拌引起电源接触不良。
三用表有自动关机功能。工作约15分钟， 进行关机-开机操作。
三用表的插孔位置和量程选择。
5．数据处理：
用一元线性回归法计算热功当量，并与
理论值对比，计算它们的相对误差。
课堂思考
1．由于热量和功采用统一的单位焦 耳，水和铜的比热容等于多大？
2．归纳一下本实验的操作步骤（注 意操作的顺序和连续性及有些参 数的复测）。
J
W
QBaidu Nhomakorabea
VIt Cm(θθ0
)
散热修正：
若系统孤立，温度变化率为：ddθt
VI JCm
若系统与环境之间有热交换，根据牛顿
冷却定律，温度变化率为：
dθ dt
K(
θθ环
)
由以上两式得到系统温度实际变化率：
dθ
dt
VI JCm
K ( θθ环 )
用一元线性回归法可以计算热功当量。
实验仪器介绍
电量热法和焦耳热功当量
实验及应用背景介绍 实验目的和教学要求 实验原理 实验仪器介绍 课堂思考 选做实验
实验及应用背景介绍
焦耳热功当量实验是证明能量守 恒和转换定律的基础性实验。
焦耳从1840年起，花费了几十年 的时间做了大量实验，论证了传热和 作功一样，是能量传递的一种形式。 热功当量是一个普适常数，与作功方 式无关。从而为能量守恒和转换定律 的确立奠定了坚实的实验基础。
实验目的和教学要求
研究电热法中的作功与传热关系。 了解热学实验的安排和仪器的使用。 学习用线性回归方法进行散热修正。
实验原理
T VE A
R
（ 热功当量实验装置）
电阻通电t秒电场力 作功W=VIt。
若功全部转化为热 量，使盛水的量热器系 统由初温θ 0升到θ ， 系统吸收热量为Q，根 据焦耳定律Q=JW，则热 功当量：
选做实验
利用本实验装置及现场提供的其 它器件和提示，自组数字温度计，实 验方案自拟。
量热器 电子天平 温度计(－50.0～150.0℃) 数字三用表 水桶，停表，干拭布等。
实验内容
1．称量各种质量。
2．测量时间-温度关系。 升温30分钟，每分钟读取1个温度值。
3．测量加热器的电功率。 在读数始末，用三用表测出加热器两端 的电压。
4. 注意事项：
升温时不断搅拌以保证温度均匀。监视电 源电压，防止因搅拌引起电源接触不良。
三用表有自动关机功能。工作约15分钟， 进行关机-开机操作。
三用表的插孔位置和量程选择。
5．数据处理：
用一元线性回归法计算热功当量，并与
理论值对比，计算它们的相对误差。
课堂思考
1．由于热量和功采用统一的单位焦 耳，水和铜的比热容等于多大？
2．归纳一下本实验的操作步骤（注 意操作的顺序和连续性及有些参 数的复测）。
J
W
QBaidu Nhomakorabea
VIt Cm(θθ0
)
散热修正：
若系统孤立，温度变化率为：ddθt
VI JCm
若系统与环境之间有热交换，根据牛顿
冷却定律，温度变化率为：
dθ dt
K(
θθ环
)
由以上两式得到系统温度实际变化率：
dθ
dt
VI JCm
K ( θθ环 )
用一元线性回归法可以计算热功当量。
实验仪器介绍