混合法测量固体的比热容ZX
固体比热容的测量(混合法)

固体比热容的测量(混合法)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。
二、实验仪器和用具量热器、温度计110o C ⎛⎫⎪⎝⎭、物理天平、停表、加热器、小量筒、待测物(金属块)。
三、实验原理温度不同的物体混合之后,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没有热交换,最后将达到均衡稳定的平衡温度,在这个过程中,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量,此称为热平衡原理。
本实验即根据热平衡原理用混合法测固体的比热。
将质量为m 、温度为2t 的金属块投入量热器的水中。
设量热器(包括搅拌器和温度计插入水中的部分)的热容为C ,其中水的质量为0m ,比热容为0c ,待测物投入水中之前的温度为1t 。
在待测物投入水中以后,其混合温度为θ,则在不计量热器与外界的热交换的情况下,将存在下列关系:()()()2001mc t m c C t θθ-=+- (1)即:()()()0012m c C t c m t θθ+-=- (2)量热器的热容C 也可以用混合法测量。
即先将热容器中加入质量为'0m(以g 为单位)的水,它和量热器的温度为'1t,其次将质量为''0m (以g 为单位)温度为'2t的温水迅速倒入量热器中,搅拌后的温度为'θ,则根据式(1-1),得()()()'''''''2001Cm ct m c t θθ-=+- (3)即:()''''2'''01C m ct m ctθθ-=-- (4)但是用混合法测量热容器热容C 时,要注意使水的总质量'''00m m +和实际测比热容时水的质量m 大体相等,混合后的温度'θ也应该和实测时混合温度θ尽量接近才好。
上述讨论是在假定量热器与外界没有热交换时的结论。
混合法测固体比热容实验报告
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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引言固体比热容是描述物质热性质的重要参数,它能够反映物质在吸热或放热过程中的热容量大小。
本实验采用混合法测定固体比热容,通过测量固体与水混合后的温度变化,计算固体比热容。
本实验的目的是研究固体比热容的测定方法,并探讨不同固体的热容性质。
实验方法1. 实验装置本实验采用热量计法测定固体比热容,实验装置主要包括恒温水槽、温度计、电热器和热量计。
2. 实验步骤(1)将恒温水槽中的水加热至恒定温度,保持水温稳定。
(2)将待测固体样品称量并记录其质量。
(3)将待测固体样品放入热量计中,并将热量计放入水槽中。
(4)记录热量计中水的初始温度,并将电热器通电加热水槽。
(5)当水温达到一定稳定温度后,记录热量计中水的最终温度,并关闭电热器。
(6)根据温度变化计算固体比热容。
实验结果与分析通过实验测量,我们得到了不同固体样品的质量和温度变化数据。
以铝为例,其质量为10g,初始温度为25℃,最终温度为35℃。
根据热量守恒定律,可以得到以下公式:m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2其中,m1为水的质量,c1为水的比热容,ΔT1为水的温度变化,m2为固体的质量,c2为固体的比热容,ΔT2为固体与水的温度差。
根据上述公式,我们可以计算出铝的比热容为:c2 = (m1c1ΔT1) / (m2ΔT2)将实验数据代入计算,可得铝的比热容为0.897 J/g℃。
通过对其他固体样品的测量和计算,我们可以得到它们的比热容。
然后,我们可以对比不同固体的比热容数据,分析它们之间的差异。
这些差异可能与固体的物理性质、结构以及化学成分有关。
讨论与结论通过本实验,我们成功地采用混合法测定了固体的比热容。
通过对多个固体样品的测量和计算,我们得到了它们的比热容数据,并进行了比较和分析。
在实验过程中,我们发现不同固体的比热容数值存在差异。
这可能是由于它们的物理性质和化学成分不同所导致的。
例如,金属固体通常具有较低的比热容,而非金属固体的比热容则相对较高。
固体比热容
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c0
4.取出量热器的内筒,称其总质量并减去 m+ m ,即为 1 水的质量 m ; 0 5.小量筒测出温度计浸入水中的体积V;另换温水,重 复上述实验一次。 6.实验时应注意 (1)本实验的误差主要来自温度的测量,因此在测量温 度时要特别注意,读数迅速且要准确(准确到0.1℃); (2)倒入量热器中的温水不要太少,必须使投入的金属 块悬挂浸没在其中。 水的比热容 c0 为 4.187×103 J ⋅ kg−1⋅oC−1
实验结果分析和处理
1.将实验中测出的各个数值填入下表:
前8分钟 t(℃) 次 1 2 3 4 t 次 (℃) 5 6 7 8 次 1 2 3 4 中间2分钟 t(℃) 次 5 6 7 8 t(℃) 次 1 2 3 4 后8分钟 t(℃) 次 5 6 7 8 t(℃)
t2(℃) m 0(kg) m (kg) m1(kg) C(J·k—1·℃—1)
在上述混合过程中,实际上系统总要与外界交换热量, 这就破坏了(1)式的成立条件。为消除影响,需要采用散 热修正。本实验中热量散失的途径主要有三个方面。第一, 若用先加热金属块投入量热器的混合法,则投入前有热量损 失,且这部分热量不易修正,只能用尽量缩短投放时间来解 决;第二,将室温的金属块投入盛有热水的量热器中,混合 过程中量热器向外界散失热量,由此造成混合前水的温度与 混合后水的温度不易测准。为此,绘制水的温~时曲线,
实验仪器
电子温度计;量热器;天平
实验步骤
测环境温度 测内桶和搅拌器质量 加水,测总质量 备冰 投冰,搅拌,测温 测至系统温度有上升为止 测内桶及水总质量 测环境温度 绘制温度时间曲线,求冰的溶解热
注意事项
投冰前应将其拭干,且不得直接用手触摸;其质量 不能直接放在天平盘上称衡,而应由投冰前、后量 热器连同水的质量差求得。 为使温度计示值确实代表系统的真实温度,整个实 验过程中(包括读取前)要不断轻轻地进行搅拌 (搅拌的方式应因搅拌器的形状而异)。
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。
固体比热容的测量(混合法)
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固体比热容的测量(混合法)实验目的:1、学会基本的量热方法——混合法。
2、测定金属的比热容。
3、学习一种修正散热的方法——用外推法修正温度。
仪器和用具:量热器 温度计 物理天平 停表 小量筒 待测物(金属块)实验原理:温度不同的物体混合之后,热量从高温物体传给低温物体,若与外界无热量交换,最后将达到一均匀稳定的平衡温度。
将质量为m 、温度为2t 、比热容为x c 的金属块,投入量热器内筒中,根据热平衡原理,可列出20011221()( 1.9)()x mc t t m c m c m c V t t -=+++-20011221()( 1.9)()m c t t m c m c m c V t t ⨯-=+++- 00112212( 1.9)()()x m c m c m c V t t c m t t +++-=- 内筒和搅拌器0.216C =⨯200铝J 卡(9.0410C )kg 克C ,V 单位:cm 3 实验内容:1、调节物理天平,称衡待测金属块、内筒及搅拌器的质量。
2、将高于室温(20—250C)的温水倒入内筒,盖好绝热盖,插好温度计不断搅拌,每隔30秒记录一次温度,当温度不再下降时,迅速将系有细线的金属块(其温度t 2为室温)放入量热器内筒水中,盖好绝热盖,继续搅拌,每隔30秒记录一次温度至温度变化缓慢为止,将测量的t ί、 τί记入自拟表格中。
3、取出内筒(连同金属块,搅拌器和水)称衡其质量,再减去m 、m 1和m 2,即为水的质量。
4、用小量筒测量温度计浸入水中部分的体积V 。
5、作温度—时间(t —τ)曲线,用外推法确定初温t 1和终温t 。
6、将以上各量代入公式计算x c ,并估算误差。
实验报告(60分)(一)实验目的、仪器、原理与实验内容:叙述有条理、逻辑性强,公式正确,内容完整。
(20分)(二)数据记录和处理1、数据记录部分(1)表格设计科学、合理、注明物理单位。
(5分)(2)正确进行读数,数据记录格式规范,数据记录完整、无遗漏,无多余记录,有效数字表述正确(原始数据附在实验报告上)。
混合法测固体比热容实验报告
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混合法测固体比热容实验报告一、实验目的1、掌握混合法测固体比热容的基本原理和实验方法。
2、学会使用物理天平、温度计等实验仪器测量质量和温度。
3、加深对热平衡原理的理解,提高实验数据处理和误差分析的能力。
二、实验原理当一个质量为$m_1$、温度为$t_1$ 的固体与质量为$m_2$、温度为$t_2$ 的水混合后,系统达到热平衡状态,最终温度为$t$。
假设系统与外界没有热交换,根据热平衡原理,固体放出的热量等于水吸收的热量,即:$c_1m_1(t_1 t) = c_2m_2(t t_2)$其中,$c_1$ 为固体的比热容,$c_2$ 为水的比热容(已知,$c_2 = 418 \times 10^3 \,\text{J/(kg·℃)}$)。
通过测量固体的质量$m_1$、水的质量$m_2$ 以及温度$t_1$、$t_2$ 和$t$,就可以计算出固体的比热容$c_1$。
三、实验仪器1、物理天平:用于测量固体和水的质量。
2、量热器:内筒和外筒构成,用于减少热量散失。
3、温度计:测量温度,精度为$01℃$。
4、搅拌器:使固体和水充分混合,达到热平衡。
5、加热装置:用于加热水。
四、实验步骤1、用物理天平分别称出量热器内筒和搅拌器的质量$m_0$ 、固体的质量$m_1$ 。
2、在量热器内筒中倒入适量的水,称出内筒、水和搅拌器的总质量$m$ ,从而算出水的质量$m_2 = m m_0$ 。
3、记录水的初始温度$t_2$ 。
4、将固体加热到一定温度$t_1$ (高于室温),迅速将固体放入量热器中,盖好盖子,同时用搅拌器搅拌,使固体和水充分混合,每隔一定时间记录一次温度,直到温度不再变化,此时的温度即为热平衡后的温度$t$ 。
五、实验数据记录与处理|实验次数|固体质量$m_1$ (g)|水的质量$m_2$ (g)|固体初始温度$t_1$ (℃)|水的初始温度$t_2$ (℃)|热平衡温度$t$ (℃)|||||||||1|_____|_____|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|_____|_____|取三次实验的平均值进行计算。
固体比热容的测量(混合法)※
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固体比热容的测量(混合法)※固体比热容的测量通常采用热力学混合法。
该方法是通过测量一个固体和一个已知比热容的液体在等温条件下混合的温度变化来计算固体的比热容。
以下是介绍固体比热容测量方法的步骤。
1. 确定实验所需材料及器具:固体样品、液体样品、烧杯、温度计、加热装置。
2. 准备工作:将烧杯插在下部加热器上,加热器温度不宜过高。
在加热过程中根据需要将匀流器或稳压器直接接在下部加热器的出口处,以便能调节加热器温度。
3. 将固体样品测量摆放在烧杯的底部;加入一定量的液体样品(如水)至烧杯内,使用温度计在稳定状态温度 $T_1$ 时记录该液体样品的温度值。
4. 加热加热器保持不变的温度 $T_2$ ,并将其稳定在潜在值。
当加热器温度稳定时,关闭加热器并快速将计算出固体样品的质量称量到烧杯中。
5. 快速搅拌烧杯使固体样品均匀混合在液体样品中,迅速记录该混合溶液的初始温度变化值 $T_3$ 。
6. 监测混合液体的温度,记录其平衡后的温度值 $T_4$ 。
7. 计算固体的比热容:根据热平衡原理及混合溶液的热量关系计算固体的比热容。
具体计算方法如下:由热平衡原理:$mc\Delta T_3 + mc\Delta T_1 = Mc\Delta T_4$其中 $m$ 和 $c$ 分别为溶液中的总质量和比热容,$M$ 为固体质量;因为 $c$ 是已知的,则由方程可得$c_s = \frac{(M/m)c(T_4 - T_1) - c(T_3 - T_1)}{(T_4 - T_3)}$其中 $c_s$ 为固体比热容。
注意:1. 实验要求精密地称量所有样品和溶液,严格按照实验步骤操作。
2. 请使用精密实验用的温度计,将其放置在容器内部并充分混合液体和固体。
3. 在实验过程中,请保持室温和实验空间温度尽可能稳定。
4. 实际工作中,若有多部位同时测量固体中的比热容,需要分别比对各个测量值。
总结:热力学混合法是实验室中比较简便的测量固体比热容的方法。
混合法测固体的比热容
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混合法测固体的比热容一、引言在研究物体的热学性质时,需要掌握物体的比热容。
比热容表示单位质量物体在温度变化过程中的热容量。
比热容是物体在所需热量与温度变化量之间的比值,反映了物体热量传递的能力。
不同物质具有不同的比热容,而复合物体的比热容一般需要根据物体的构成成分和比例计算得出。
因此,混合法测固体的比热容是十分重要的,也是研究热学性质和热传导性质的基础。
本文将介绍混合法测量固体比热容的基本原理、测量方法和实验注意事项。
二、混合法测固体的比热容原理混合法测固体的比热容是一种基于热平衡原理的测量方法。
其基本原理是将待测物体与一定质量的高温物质混合,在混合过程中,两者温度都发生变化,达到热平衡后,由混合前后温度变化量和物质质量可以计算出待测物体的比热容。
具体来说,设待测物体的质量为m,比热容为c,初始温度为T1,混合物的质量为m',比热容为c',温度为T2,混合后温度为T'。
在混合过程中,总吸热量Q总应满足:(1) Q总= m × c × ΔT1 + m' × c' × ΔT2其中,ΔT1和ΔT2分别表示混合前后待测物体和混合物温度的变化量。
由热平衡原理可知,在混合过程中混合物和待测物体的总热量相等,即:将(1)式和(2)式联立可得:由此可以解出待测物体的比热容c。
三、测量方法混合法测量固体比热容的具体步骤如下:1. 将待测物体与一定质量的高温物质混合,使混合前后温度的变化量较大。
2. 在混合前,分别用热电偶或温度计测量待测物体和混合物的初始温度。
3. 将混合物体系搅拌均匀,待温度达到稳定后,测量混合后的温度。
4. 计算出待测物体的比热容。
需要注意的是,在实际操作中,由于混合前后液体和气体的散热和能量损失等因素,混合法测量固体比热容时存在误差。
因此,需要采取一些措施减小误差,例如控制混合前后温度差的大小,保证混合物搅拌均匀等。
混合法测比热容实验报告
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混合法测比热容实验报告混合法测比热容实验报告实验目的:掌握用混合法测定固体比热容的方法。
实验原理:物质的比热容是指在温度保持不变时,单位质量物质的吸收或放出的热量与质量之比值,这种性质叫做比热容。
所以,可利用此原理来测量某些固态物质的比热容。
本次实验主要是探索如何用混合法测量硅酸盐晶体(如食盐)和非金属矿物(如石膏、石英等)的比热容,为学习使用化学分离和提纯技术打下基础。
一、原理用混合法测量物质的比热容,就是把已知的固态或液态物质置于适当的容器中,充满其他未知物质,然后根据各组成部分加热前后质量差计算该固体的比热容。
若选择不当,会导致测得的结果偏高或偏低。
如欲求木炭的比热容,则应先称量木炭的质量m1,再将其完全烧成灰,并将质量 m2 转化为碳元素的质量,而不能简单地看成化学反应前后物质总质量减少了 M1,从而由公式:二、仪器水槽:底面直径10厘米,长25厘米,内盛经过充分预热后的空气和酒精灯。
另备有小刀、镊子、橡皮塞、玻璃棒、直尺和滴管。
三、操作步骤1.将大小相同的石蜡块放入水中浸泡数秒钟,目的是让石蜡吸足水分。
2.将固体石蜡块取出,在上面铺一张白纸,再向白纸上撒些食盐粉末,注意撒盐均匀。
3.用手扶住小刀,沿着刻线划切割开石蜡。
4.用玻璃棒轻敲并加热石蜡。
5.冷却后将溶液倒人事先准备好的水槽里,并用玻璃棒搅拌均匀,如有凝结可用玻璃棒稍微搅拌一下。
6.取下白纸和玻璃棒,往水中逐渐加入乙醇,观察比重变化情况,再逐渐增大体积,以达到石蜡完全溶解为止。
7.将上述试样转移至容量瓶中,用水洗涤容器,用干燥滤纸进行过滤。
8.待冷却后,用干燥滤纸将容量瓶中残留的乙醇过滤掉。
9.用分析天平测量它们的质量,记录下来。
10.待试样完全溶解后,用小刀沿着刻痕切割,并仔细除去碎屑,再按照石蜡切割方法切割。
11.将各种规格的硅酸盐晶体分别装入容量瓶中,用水洗涤容量瓶两次,用分析天平测量其质量,记录下来。
12.根据比热容表查出自己所需要晶体的比热容值,算出它的摩尔质量 M1,并换算成克每立方厘米的质量。
混合法测定固体的比热容
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混合法测定固体的比热容姓名 学号摘要:用混合法测定金属块的比热容,并通过图解法对其进行散热修正。
关键词:比热容 ,混合法, 量热器,散热修正。
1引言:根据热平衡原理用混合法测定固体(金属块)的比热容。
由于混合过程中量热器与环境有冷热交换,致使读出的初,末温度与理想状态下不同,故需要对其进行散热修正2实验目的:研究基本的量热方法。
用混合法测定固体的比热容。
研究热学试验中系统散热带来的误差的修正方法。
3实验仪器:量热器,温度计,物理天平,停表,小量筒,待测物(金属块),小烧杯,游标卡尺。
4实验原理:4.1根据热平衡原理用混合法测定固体的比热容将质量为m ,温度为2t 的金属块投入量热器水中,设量热器(包括搅拌器和温度计插入水中的部分)的比热容为C ,其中水的质量为0m ,比热容为0c ,待测物体投入水中之前的水温为1t ,待测物体投入水之前瞬间的温度为2t ,待测物体投入水中之后,其混合温度为θ,则在不计量热器与外界的热交换的情况下,()()().1002t C c m t mc -+=-θθ (1) +=11c m C C ′(2) (1m 为量热器筒和搅拌器的质量,1c 为其比热容,C ′为温度计插入水中部分的比热容)C ′V 9.1= (3) (V 为温度计插入水中部分的体积)4.2由于混合过程中量热器与环境有热交换,先吸热,后放热,致使读出的初温和混合温度 都与无热交换是的初温和混合温度不同,因此须对 θ,1t 进行修正。
用图解法把系统温度外推到假定与外界的热交换进行得无限快的情况下进行修正。
5实验步骤:1用物理天平称出被测金属块的质量,量热器内筒的质量,及实验所用水的质量。
2把盛有水的量热器内筒放入量热器中,通过塞盖插把温度计与搅拌器深入水中,均匀搅动搅拌器 ,每30秒读一次水温,并记录。
3把加热过的高温金属块迅速投入量热器的水中,继续搅拌,观察温度计示数的变化记录。
6实验数据:g m 0.347= g m 5.1531= g m 5.1600= c t 642= 室温c t 260=31cm V = 216.01=c 卡/g ℃ 187.40=c 焦/g ℃8实验数据处理:由式(3)得 C ′=1.9焦/g ℃由式(2)得 =C 2.14焦/g ℃由式(1)得 =c 0.094卡/g ℃由图可得修正后的θ′=32℃ 1t ′=22℃ C=0.42焦/g ℃合成不确定度来源于量筒,温度计,秒表,电子天平 U=0.03焦/g ℃所以金属块C =()03.042.0±焦/g ℃9对实验进行散热修正实验中量热器系统的温度随时间变化曲线如图AEFD 所示,过室温0t 作一直线,与曲线交于O 点,过O 点作 一竖直线MN.MN 与AE,DF 延长线分别交于B 和C ,因水温达室温前,量热器一直在吸热,故混合过程的初温应是与B 点对应的1t 。
固体比热容
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冷却过程。通过 O 点作与时间轴垂直的一条直线交 AB、CD 的延长线于������和������,使面积 BEO 与面积 CFO 相等。这样,������和������点对应的温度就是热交换进行无限快的温度,分别为水的初 温������1和系统的终温������。
式中的比热容。
热学理论认为,温度不同的两个或几个物体相互热体传递给低温物体。如果热交换过程中系统没有向外界环境散失热量也没有自外界环
境吸收热量,那么系统最终达到均匀稳定的平衡温度时,高温物体放出的热量等于低温物体
吸收的热量,这就是热平衡原理:
Q放 Q 吸
(2)
1.选取水的初温
实验中,量热器总是会与外界存在热交换,为了减小实验误差,需合理选择水的初温������1。 操作中要使初温������1在投放待测固体之前低于环境温度������0(即室温),温度差为(������0 − ������1);而混
合后的热平衡温度������高于环境温度������0,温度差为 t t0 ,并且尽量使(������0 − ������1) = (������ − ������0)。这
§4.6 用混合法测定固体的比热容
比热容是热学中一个重要的物理量,物质比热容的测量是物理学的基本测量之一,对于 了解物质的结构、确定物质的相变、鉴定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。
根据热平衡原理用混合法测定固体或液体的比热容,是量热学中一种常用方法,所使用 的基本仪器为量热器。本实验测定铝块的比热容,在实验过程中,采用冷热补偿法和图线外 推法补偿量热系统与外界的热交换,是量热学中减小系统误差的常用方法。
(完整word版)混合法测量固体比热容
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实验题目:混合法测量固体比热容实验目的:通过本实验,学会采用混合法测固体的比热容。
实验仪器: 量热器(见右图所示),冰,水,干毛巾,天平(带砝码),绝热套筒,锌粒,温度计,秒表,加热装置等。
实验原理、步骤及测量记录:本实验采用混合法测固体比热容,根据其原理,假定:(实际室温:)用天平测得量热器及搅拌器的质量和为:查资料知:又测得大气压强:查表可知此状态下沸水的温度:假定温度计没入水中的体积为:利用公式:))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -⋅⋅++=---可初步计算得水的质量:取量热器及搅拌器并注入水放在天平上,调节水的质量得热器及搅拌器和水的质量:计算得水的质量为:在实验台上(套筒之外)利用冰进行水的降温操作,使其降到,并使冰彻底融化掉.再将其放入绝热套筒中,密封.然后将已加热15分钟的锌粒迅速放入量热器中,密封。
迅速记录温度随时间的变化.记录数据如下所示:随时间的变化表一,量热器中的温度时间(min ) 0 1 2 3 4 5温度() 23。
20 23。
35 23.40 23.42 23。
45 23。
48 时间(min) 5:255:285:415:505:546:02温度() 29.50 29.70 29.80 29.90 30。
00 30.10 时间(min) 6:156:306:467:257:468:30温度() 30.20 30。
25 30。
30 30。
20 30。
10 30.05 时间(min ) 9:00 9:30 10:30 11:30 12:30 13:30 温度() 30。
02 30。
00 29.99 29.98 29。
97 29.97时间(min) 14:30 15:30 - — - - 温度()29.97 29。
97-—--22.05.2009测量温度计没入水的体积:数据处理:根据以上数据可用Origin8.0画出温度随时间的变化图,见下图:根据公式:))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -⋅⋅++=--- 及图中 计算得锌的比热容为:相对误差为:误差分析及改进:本实验有一些系统误差修正的方法,比如采取补偿措施,缩短操作时间,沸点的校正等,有效地减小了系统误差.但是当把锌粒倒进量热器后,温度会迅速变化,此时对时间和温度的读数存在误差,应尽可能的多读些数据,尽可能读准确.我们可以对实验作如下改进:对时间和温度的读数,可以采用高频照相机对温度计进行监控,从而可以得到准确的数据。
混合法测固体比热容实验报告
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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。
用混合法测固体的比热容
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真验八混同法测定固体比热容之阳早格格创做一真验目的1、掌握基础的量热要领——混同法.2、测定金属的比热容.二真验仪器量热器,温度计,物理天仄,停表,加热器,小量筒,待测物(金属块).量热器如图1所示,C为量热器筒(铜制),T为直管温度计,P 为搅拌器,J为套铜,G为保温用玻璃棉.加热器如图2所示,待测物由细线吊正在其中间的圆筒中,由蒸汽锅收出的蒸汽通过加热器的套筒中给待测物加热.加热薄后将其下侧的活门K挨启,便可将物体加进置于其底下的量热器中.为了缩小加热器排出的火蒸汽,可将排汽管拔出冰战火的盆中,使蒸汽凝结成火.三真验本理温度分歧的物体混同之后,热量将由下温物体传给矮温物体.如果正在混同历程中战中界不热接换,终尾将达到匀称宁静的仄稳温度,正在那历程中,下温物体搁出的热量等于矮温物体所吸支的热量,此称为热仄稳本理.本真验即根据热仄稳本理用混同法测定固体的比热.将品量为m、温度为t2的金属块加进量热器的火中.设量热器(包罗搅拌器战温度计拔出火中部分)的热容为q,其中火的品量为m 0,比热容为c 0,待测物加进火中之前的火温为t 1.正在待测物加进火中以来,其混同温度为θ,则正在不计量热器与中界的热接换的情况下,将存留下列闭系 ))(()(1002t q c m t mc -+=-θθ (1)即)())((2100θθ--+=t m t q c m c (2)量热器的q 不妨根据其品量战比热容算出.设量热器筒战搅拌器由相共的物量(铜)制成,其品量为m 1,比热容为c 1,温度计拔出火中部分的体积为V ,则V c m q 9.111+= (3))(9.11-︒⋅C J V 为温度计拔出火中部分的热容,然而V 的单位为cm 3.也不妨用混同法丈量量热器的热容q.即先将量热器中加进)(0g m '火,它战量热器的温度为1t ' ,其次将)(g m o ''温度为2t '的温火赶快倒进量热器中,搅拌后的混同温度为θ',则根据式(1),的))(()(100200t q c m t c m '-'+'='-'''θθ 即 001200)(c m t t c m q '-'-''-'''=θθ (4)然而是用混同法丈量热器热容q 时,要注意使火的总品量00m m ''+'战本量测比热容时火的品量m 0大概相等,混同后的温度θ'也应战真测时的混同温度θ尽管靠近才佳.上述计划是正在假定量热器与中界不热接换时的论断.本量上只消由温度好别便必定会由热接换存留,果此,必须思量怎么样预防或者图2 图3举止建正热集得的做用.热集得的道路主要有三:第一是加热后的物体正在加进量热器火中之前集得的热量,那部分热量阻挡易建正,应尽管支缩投搁时间.第二是正在投下待测物后,正在混同历程中量热器由中部吸热战下于室温后背中集得的热量.正在本真验中由于丈量的是导热良佳的金属,从投下物体到达混同温度所需时间较短,不妨采与热量出进相互对消的要领,与消集热的做用.即统制量热器的初第三要注意量热器中部不要有火附着(可用搞布揩搞洁),免得由于火的挥收益坏较多的热量.由于混同历程中量热与环境有热接换,先是吸热,后是搁热,至同温度分歧..可用图解法举止,如图3所示.真验时,从投物前5,6分钟启初测火温,每30s测一次,记下投MN一火仄线,二者接于O面.而后描出投物前的吸热线AB,与MN接于B面,混同后的搁热线CD与MN接于C面.混同历程中的温降线EF,分别与AB、CD接于E战F.果火温达室温前,量热器背来正在吸热,故混同历程的初温应是与B下的温度.共理,火温下于室温后,量热器背环境集热,故混同后的最下温度是C.正在图3中,吸热用里积BOE表示,集热用里积COF表示,当二里积相等时,证明真验历程中,对于环境的吸热与搁热相消.可则,真验将受环境做用.真验中,力供二里积相等.别的,要注意温度计自己的系统缺面.下温度计正在冰面时读数为1℃对于应的真正在值为a其真正在温度a值皆标正在仪器卡片上.四真验内容1、将蒸汽锅中加进半锅火,并战加热器对接佳之后便启初加热.2、用物理天仄称衡被测金属块的品量m,而后将其吊正在加热器核心的筒中加热,筒中拔出的温度计要靠拢待测物.3、按式3或者4支决定量热器的热容q.4器(启初测火温并记时间,每30s测一次,接连测下来.5、当加热器中温度计指示值宁静稳定后,再过几分钟测出其温度.投搁时,将量热器置于加热器的底下,挨启量热器上部的加出心战加热器下侧的活门,敏捷天将物体搁(不是投)进量热器中.记下物体搁进量热器的时间战温度.举止搅拌并瞅察温度计示值,每30s测一次,继承5分钟.6、按图37、将上述各测定值代进式(2)供出被测物的比热容及其尺度偏偏好.量热器(包罗搅拌器)是铜制的,五注意事项1、量热器中温度计位子要适中,不要使它靠拢搁进的下温物体,果为已混同佳的局部温度大概很下.2(统制正在2~3℃安排即可),果为温度过矮大概使量热器附近的温度落到露面,以致量热器中侧出现凝结火,而正在温度降下后那凝结火挥收时将集得较多的热量.3、搅拦时不要过快,以预防有火溅出.回问问题:如果用混同法测液体的比热,证明真验应怎么样安插.附记:温度计拔出火中部分的热容可如下供出.已知火银的稀度为而其火中部分的体积不大,其热容正在丈量中占次本职位,果此可认为它们.下温度计拔出火中部分的体积为,则该部分的热容可与为1.9V(J.℃-1).V可用衰火的小量筒来丈量.。
固体比热容的测量
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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。
混合量热法测固体比热容
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混合量热法测固体比热容概述比热容是单位质量的物质温度升高1℃时需吸收的热量,它的测量是物理学的基本测量之一。
比热容的测量方法很多,有混合法、电热法、冷却法等。
由于散热因素很难控制,不管哪种方法准确度都很低。
但实验比理论计算简单、方便,有实用价值。
应当在实验中进行误差分析,找出减小误差的方法。
【实验目的】1、掌握基本量热器的使用方法。
2、学会用混合法测量固体比热容。
【实验仪器】量热器、电热杯、物理天平、待测金属块、温度计两支;量热器(使实验系统粗略地成为一个孤立的热学系统。
)【实验原理】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没有热交换,最后将达到均匀稳定的平衡温度,在这过程中,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量,称为热平衡原理。
本实验即根据热平衡原理用混合量热法测定固体比热容。
量热器内筒装有温度为1T ℃水,将质量为m 克、温度为2T ℃的金属块,迅速放到内筒中,平衡后温度为T ℃,金属块:放热而降温;水和量热器内筒、搅拌器:吸热而升温 金属块放出的热量:)(2T T cm Q -=水吸收的热量: )(1111T T m c Q -=量热器内筒和搅拌器吸收的热量:)(1222T T m c Q -=式中:c 、m —金属块的比热容和质量1c 、1m —水的比热容和质量2c 、2m —量热器内筒、搅拌器(黄铜材料)的比热容和质量忽略温度计吸收的热量,根据热平衡原理:21Q Q Q +=))(()(122112T T c m c m T T mc -+=- (1) 得到 )())((212211T T m T T c m c m c --+=(2) 【实验步骤】1、向量热器内筒中加入一定量的冷水,测出温度,记为1T 。
2、用天平称出量热器内筒、搅拌器和水的质量,记为M,则水的质量为21m M m -=(2m 为内筒和搅拌器的质量,实验室已给出120.92g ) 3、将电热杯盛水加热,用天平称出金属块的质量m ,待水沸腾后,轻轻放入金属块,待温度稳定后,用温度计测出金属块的初温1T ,电热杯停止加热。
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温度变化曲线
根据右图,在实验 中,系统的初末温 如何确定?
在实验中如果观测 到BC段特别陡直, 会是什么原因引起 的?
实验仪器
量热器、天平、铝块、电炉、秒表、搅拌器、冰块、温度计
孤立系统的绝热系统
实验内容
1.了解仪器 2.称重:量热器内桶及搅拌器重量、样品铝块的
重量。 3.铝块放入沸水中加热。 4.量热器内筒中加入适量的水及冰(待冰融化后,
热学系统由哪些部分组成?
本节课结束!
水的温度低于室温4-5℃)。称重量热器、水 及搅拌器重量。
5.记录温度曲线,每1分钟一个值,连续记录 5分钟。
6.将铝块快速从沸水中放入量热器中,连续 记录(10秒1个值,建议手机录像)。
7.待温度达到最高点开始下降后,再连续记 录5分钟,每分钟1个值,连续记录5分钟。
8.画出温度时间曲线。
9.处理数据。
用混合法测固体的比热容
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容 思考题
实验目的
1.掌握用混合法测固体的比热容 2.了解外推法散热的修正原理
实验原理
比热容:
一克质量的物质,温度每升高(或降低)1 ℃ 所吸收
(或放出)的热量为该物质的比热容。单位:焦/(千克 度)。
混合法测固体的比热容: 高温物体与低温物体在绝热容器内混合,高温物体放出的
热量将全部被低温物体吸收,最后达到同一温度(平衡温度)。
金属块质量m 金属块比热c
量热器和搅拌器质量 m1 ,比热c1; 水的质量m0 ,比热c0; 金属块温度t2 , 待测物投入水中之前水温t1, 混合温度t;
忽略温度计吸收的热量,根据热交换定律:
在实验中上式如何满足?
系统优化方法
采用量热筒,尽量减小与外界的热交换; 根据大气压值,确定沸水温度; 散热修正(下页); 防止水凝结在量热筒外。
注意事项
1.把铝块取出投入到量热器中时,动作要快,尽量不 带水进去。
2.温度计插入量热器水中尽可能深一些,但不碰被测 物。
思考题
1. 冰的选择为什么要适当?过多、过少有什 么不好?
2. 实验过程为什么要搅拌? 3. 系统的终温由什么决定?什么时候测定水
的初温为宜? 4. 混合量热法必须保证什么条件?本实验的