实验电热法测量油品的比热容
比热容的测量实验报告
比热容的测量实验报告比热容的测量实验报告引言：热容是物质吸热或放热的能力，是热力学重要的物理量之一。
测量物质的比热容可以帮助我们了解物质的热性质以及热传导等相关现象。
本实验旨在通过测量不同物质的比热容，探究物质的热性质。
实验步骤：1. 实验器材准备：实验装置包括热水浴、温度计、热容器等。
2. 实验样品选择：选择不同材质的样品，如铝、铜、铁等。
3. 实验样品准备：将样品切割成相同的大小和形状。
4. 实验样品测量：将样品放入热容器中，并将热容器放入热水浴中。
5. 温度测量：使用温度计测量热容器内的温度，记录下初始温度。
6. 热平衡：等待一段时间，使热容器内的温度与热水浴的温度达到平衡。
7. 温度测量：再次使用温度计测量热容器内的温度，记录下终止温度。
8. 数据处理：根据实验数据计算样品的比热容。
实验结果：通过实验测量，我们得到了不同物质的比热容数据。
以铝、铜和铁为例，我们得到了如下结果：- 铝的比热容为0.897 J/g·℃- 铜的比热容为0.385 J/g·℃- 铁的比热容为0.449 J/g·℃讨论与分析：从实验结果可以看出，不同物质的比热容存在明显的差异。
铝的比热容最大，而铜和铁的比热容较小。
这是因为不同物质的原子结构和分子间的作用力不同，导致它们吸热或放热的能力不同。
此外，我们还可以观察到不同物质的比热容与温度的关系。
一般来说，随着温度的升高，物质的比热容会略微增加。
这是因为随着温度升高，物质内部的分子运动加剧，从而增加了物质吸热或放热的能力。
实验误差的分析：在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
以下是一些可能的误差来源：1. 温度测量误差：温度计的精度限制了我们对温度的准确测量。
2. 热量损失：在实验过程中，热量可能会通过热容器的壁面散失，导致实际吸热或放热量小于理论值。
3. 实验样品的不完全平衡：由于实验样品与热水浴的接触不完全，导致实验样品的温度与热水浴的温度不完全一致。
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。
比热容的测量 实验报告
个读数尚未达到动平衡状态。
E） 必须调节加热电压，使 30 秒内温升对应的温差电势增加约在
0.012-0.03mV 之间，即让 30 秒的温升约 0.2-0.5 度。如电势增量为负，
说明毫伏表输入端接反了，可调换极性或将所有读数值取相反的符号。
F） 在加热回路中接入开关，在测量开始时才通电加热，加热稳定后记录
和工作条件。
2. 测 4—6 组不同煤油质量的升温“曲线”
用 4—6 组不同质量的煤油* +和相应的加热功率*
+，分别测量
出温差
与时间 的对应数据（直接测量量为温差电势 U 和参考端
水箱内的温度） 。）每隔 30 秒读一次温差电势值。（
秒基本不影
响线性拟合结果的精密度。）注意事项如下： A） 首次煤油质量稍大于 0.25kg，或体积稍大于 300ml，以使加热丝没入煤
（）
记内外温差
，则（6）变为
（）
一般总是加热功率显著大于散热热流，即
，这时（7）式
左边可以作近似展开，展开后积分略去四次方以上的项可得
,
()
() ( )
()
-
(
)
（）
如果已知 的值，实验测出一系列时间 和温差
后，就可以
拟合出直线方程
()
( ) 的斜率
，进而可得
（） 4. 镍铬康铜热电偶（E 型）的温差电势公式 测量中，参考端温度（水箱水温） ( )变化不大，设其测量起始、结
所以
（）
√ ( )√ ( )
√( (
) )
（）
所以 图像如下：
1300 1200 1100 1000
900 800 700 600
实验5电热法测量油品的比热容
实验5 电热法测量油品的比热容――设计性实验（一）功和热长期被看作是互不相关的两个独立概念，直到伦福德提出“热本质上是一种运动”的观点后，才将两者联系起来。
后来焦耳做了大量的工作，测量了功转化为热量的数值即热功当量，使人们对功和热的关系有了更深刻的理解。
物质的比热容是量热学中的一个重要概念，特别是在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用。
由于散热因素多而且不易控制和测量，热学实验的精度往往较低，因此为了做好热学实验，必须学会分析产生各种误差的原因，找出改进的方法。
测量比热容有很多方法，如混合法、冷却法、电热法、比较法等。
本实验根据焦耳定律采用电热法测量油品的比热容。
【预习提示】本实验是设计性实验要求学生在进入实验室之前必须认真准备以下实验事项，并设计好实验方法和实验步骤：1．什么是物质的比热容？电热法测量液体比热容时需要直接测量哪些物理量？2．为了尽可能减少系统与外界的热量交换，实验中应采取哪些措施？3．实验中怎样准确测量液体的末温度？4.测量油品质量应在什么时间测量最佳？5.如何确定加热功率的大小？6.冷却油品需要多少时间为最佳？7.系统中吸收热量的有哪几部分？8.根据给定实验器材、实验原理提示和实验内容要求，设计出实验方法和实验步骤，拟定数据记录表格。
【实验目的】1．学会电流量热器的使用方法。
2．学习电热法测量液体比热容的基本原理和方法，巩固对热功当量和焦耳定律的理解。
3．了解热学实验中产生系统误差的主要因素，掌握减小或消除线性系统误差的对称测量法。
4．学会用电热法测量油品的比热容。
【实验内容与要求】1．必做内容（1）选择油品合适的初温和末温。
将盛油品的内筒放到冰箱内冷却至比室温低5～6℃，作为油品的初温T1。
7980 （2）根据已知数据（如内筒质量、油品质量、铜的比热容等）合理估算加热功率的大小，使加热时间为20~30分钟左右。
（3）加热过程中，每隔一定时间（约2分钟）记录一次电压和电流值。
实验四 液体比热容的测量(电热法)
实验四 液体比热容的测量（电热法）
本实验采用直接测量比热容的热方法，即电阻丝和待测物质直接接触。
输入的热量由电阻丝的电流供给，并由输入的电能测得，这种方法能使被传递热量的测量达到最高准确度，比热容的测定属于热技术和热物性测定范畴的热实验。
由于热现象的普遍性和热应用的重要性，从18世纪中期蒸汽体的发明到现在新能源、新材料的开发和研制，生命科学、生物工程、航天技术等许多领域中热实验都占有很重要的地位。
很多新材料并非在手册中能查到，需要自己动手测量。
因此这类实验对于培养和提高学生参考加工程实验和从事科学研究的能力具有重要作用。
【实验目的】
用电热法测定液体的比热容。
【实验仪器】
热学综合实验平台、电加热量热器、测温探头
【实验原理】
1、量热器中装有质量为m 、比热容为c 的待测液体。
通电后在t 秒内电阻丝R 所产生热量为：
t R I Q 2=放 UIt = （4-1）
待测液体、内筒、铜电极、铜搅拌器吸收电阻R 释放的热量后，温度升高。
设内筒质量为1m ，比热容为1c ，铜电极和铜搅拌器总质量为2m ，比热容为2c ，系统达到热平衡时初温为1T ，加热终了达到热平衡时末温为2T ，则有系统吸热：
))((122211T T m c m c cm Q -++=吸 （4-2）
因放吸Q Q =，故有：
))((122211T T m c m c cm UIt -++= （4-3）
解得待测液体的比热容为： )(122111
2m c m c T T UIt m c ---= （4-4） 实验中只需测得（4-4）式右边各物理量，就可求得待测液体的比热容。
初中物理比热容实验报告
2、取两个相同的烧杯，分别加入质量相同的水和食用油；
3、用温度计分别测量出水和食用油初始温度，并填入表格中；
4、用电加热器对两种液体同时进行加热，当温度到达规定温度时停止加热，分别记录两种液体的加热时间；
5、整理实验数据，分析实验结果。
物质
质量（g）
初温(t0/℃)
末温(t/℃)
初中物理实验报告单
班级
姓名
日期
实验名称
比热容
实验目的
研究不同的物质在质量相同、升高相同温度时，吸收的热量是否相等
实验仪器和器材
两个规格相同的电加热器、铁架台、烧杯、水、食用油、停表、天平、温度计等
实验原理
不同物质，在质量相同、温度升高相同时，需要加热的时间不同，加热时间越长的物质，吸收热量就越多。
实验步骤
总分
加热时间(min)
水
200
25
80
4
食用油
200
25温度升高相同时，水加热时间更长，因此水吸收热量较多。因此分析得出：质量相同的不同的物质，升高相同的温度时，吸收的热量不相等。为了比较各种物质这种性质上的不同，物理上用比热容来描述。
教师评分
实验预习
实际操作
数据处理
比热容的测量 实验报告
( )
Δx Δy Δx^2 Δy^2
1 -2.08158
-180 4.332991
32400
2 -1.7448
-150 3.044337
22500
3 -1.38653
-120 1.922469
14400
4 -1.02533
-90 1.051298
8100
5 -0.66112
-60 0.437073
3600
的电热电源时的升温规律
当量热器中所称放的待测液体的质量为 m，比热容为 c，通电前后量热器 的初温和末温分别为 和 ，在测量过程中没有热量散逸的情况下，应有
[(
)]
（）
本实验中采用拟合测量法，在同一来呢供热系统的容器内，盛不同质量的
待测液体，做几次实验，分别测出各次实验中的液体质量 及相应的总热
容 ，然后用直线拟合的方法求出待测液体的比热容，从而解决了（2）式
6 -0.35202
-30 0.123916
900
7 -0.0016
0 2.6E-06
0
8 0.332009
30 0.11023
900
9 0.688134
60 0.473528
3600
10 1.047299
90 1.096835
8100
11 1.369169
120 1.874624
14400
12 1.734278
12
f-t曲线 线性拟合曲线
对 m 和 Cs 进行拟合
m（g）
256.41 374.58
Cs（J/K） 619.6654 854.6516
456.18 1027.759
541.81 1235.758
液体比热容的测定
液体比热容的测定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，属于量热学的范畴。
量热学在许多领域都有广泛应用，特别是在新能源的开发和新材料的研制中，量热学的方法是不可缺少的.比热容的测量方法很多，有混合法、冷却法、比较法（用待测比热容与已知比热容比较得到待测比热容的方法）等。
本实验用的是电热法测比热容，它是比较法的一种.各种方法，各具特点，但就实验而言，由于散热因素很难控制，不管哪种方法实验的准确度都比较低。
尽管如此，由于它比复杂的理论计算简单、方便，实验还具有实用价值.当然，在实验中进行误差分析，找出减小误差的方法是必要的.每种物质处于不同温度时具有不同数值的比热容，一般地讲，某种物质的比热容数值多指在一定温度范围内的平均值.一. 实验目的用电热法测定液体的比热容二. 实验仪器HZY7-YJ-HY-II液体比热容测定仪、天平三.技术指标1.实验项目：电热法液体比热容的测定2.温度测量范围：-50-125℃，精度±0.1℃, 三位半数显3.计时范围：0-100分，精度：±0.1S4.电流测量范围：0-1.999A；三位半数显5.电压测量范围：0-19.99V;三位半数显6.电压输出：9-16V四．实验原理1.基本原理孤立的热学系统在温度从T1升到了T2时的热量Q与系统内各物质的质量m1，m2…和比热容c1，c2…以及温度变化T1－T2有如下关系:Q﹦（m1c1＋m2c2＋…）（T2－T1）（1）式中，m1c1，m2c2…是各物质的热容量.在进行物质比热容的测量中，除了被测物质和可能用到的水外，还会有其他诸如量热器、搅拌器、温度传感器等物质参加热交换。
为了方便，通常把这些物质的热容量用水的热容量来表示。
如果用mx 和cx分别表示某物质的质量和比热容，c表示水的比热容，就应当有mxcx﹦c1ω.式中ω是用水的热容量表示该物质的热容量后“相当”的质量，我们把它称为“水当量”.2.实验公式如图1所示，在量热器中装入质量为m1，比热容为c1的待测液体(如水)，当通过电流I时，根据焦耳﹣楞次定律，量热器中电阻产生的热量为Q＝IUt (2)式中，I为电流强度，U为电压,t为通电时间.如果量热器中液体（包括量热器及其附件）的初始温度为T1，在吸收了加热器释放的热量Q后，终了的温度为T2.m2为量热器内筒的质量,c2为铝量热器内筒的比热容,搅拌器和温度传感器等用水当量ω表示，水的比热容为c，则有IUt=(c1m1+c2m2+c1ω)(T2-T1)图1C1=〔IUt/（T2-T1）-c2m2〕/(m1+ω) （3）铝在25℃时的比热容C2为0.216 cal·g-1·℃-1(0.904J·g-1·℃-1), 水在25℃时的比热容c1为0.9970cal·g-1·℃-1(4.173 J·g-1·℃-1).本量热器的水当量ω﹦2.16 g 3．散热修正实验修正的方法是接通电源后每隔1分钟记一次升温过程的温度，测8到10分钟切断电源，然后再每隔1分钟记录一次降温过程中的温度，测5到8分钟，并注意在实验的整个过程中要不停地用搅拌器搅拌。
电热法测液体比热容及散热修正实验论文
电热法测液体比热容及散热修正实验论文摘要：本实验是电热法测定水的比热容及学习用牛顿冷却定律进行撒热修正从而减少系统误差。
在此实验中消除系统误差无外乎两种，1完善实验手段，改进仪器装置和结构，尽量减少与外界交换热量，2使用牛顿散热公式对实验结果进行修正。
关键词：电热法、温度、比热容、撒热修正。
引言比热容是指单位质量的某种物质温度升高1C o所需的热量，其单位是()K Kg J ⋅水的热容较大，大部分金属的比热容约为水的101，非金属中岩石类的比热容约为水的51，木材的比热容约为水的21，液体的比热容一般比水低，气体的比热容因种类而异有较大的差别，空气的比热容约为水的41，本实验采用直接测量比热容的热方法，即电阻丝和待测物质的直接接触。
输入的热量由电阻丝的电流供给，并由输入的电能测得，这种方法能使被传递热量的测量达到最准确度，比热容的测定属于热技术和热物性测定范畴的热实验。
由于热现象的普遍性和热应用的重要性，从18世纪中期蒸汽体发明到现在新能源、新材料的开发和研制，生命科学、生物工程、航天技术等许多领域中热实验都占有很重要的地位。
很多新材料并非在手册中能查到，想要自己动手测量。
因此这类实验对于培养和提高学生参加工程实验和从事科学研究的能力具有重要作用。
实验仪器：量热器、温度计、加热电阻丝、稳压电源、电压表、电流表、电子秤、秒表、游标卡尺。
实验原理：测定液体的比热容常用方法有：冷却法和电热法。
测量时要保证在完全相同的外界条件下进行。
用已知比热容的水作为比较对象，在相同的外界条件下与待测物体进行测量的方法，就是比较测量法，实验室多采用此种方法。
设加热器两端电压为U ，电流为I ，在容器中有质量为，比热容为C 的液体，1量热器内筒的质量，器比热容为C1，搅拌器的质量为m2，其比热容为C2，铜电板的质量为m3，其比热容为C3。
初始温度为t 1，加热后为t2，假设与外界无热交换，那么有：()()t t C C m C m V MC UIt 1243322-+++=则有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----=C C m C m C m t t V UIt MC 4332211121 （1） 在实验中为了尽可能使系统与外界交换的热量达最小，除了使用量热器外，在实验的操作中也必须予以注意。
0216李冉用电热法测定水的比热容
实验论文用电热法测液体的比热容姓名：***学号：************学院：理学院班级：09物理用电热法测液体的比热容实验论文班级：09物理班学号：200902050216 姓名：李冉摘要：主要介绍了电热量热器测定水的比热容的一种新方法.当达到稳定状态时,电阻丝中电流产生的热量等于流过的水吸收的热量与散逸到环境中的热量之和,利用实验消去了散逸到环境中的热量这一未知因素，即对实验进行散热修正。
关键词：电热量热器温度电流电压热量质量散热修正比热容升温降温标准不确定度引言比热是通过比较单位质量的某种物质温升1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。
水的比热最大。
这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
水的这个特征对气候的影响很大。
水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。
如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。
冬季也常用热水取暖。
水的比热容是4.2*103焦/千克·摄氏度,蒸气的比热容是2.1*103焦/千克·摄氏度。
通过实验我们可以更了解水的这一些性质，因此设计了如下用电热法测的比热容的实验方案，对水的比热容的大小展开了一系列研究。
1. 试验目的：a．研究电热量热方法；b．用电热法测水的比热；c．学会进行散热修正，d. 学会一种减小测量误差的方法。
2. 实验器材：量热器温度计稳压电源电流表电压表电子天平机械秒表小烧杯量筒3.实验原理：设在量热器中，装有质量为m、比热容c为的液体，液体中安置着阻值为R的电阻。
如果按照实验电路图6-1连接好电路，然后闭合开关，则有电流通过电阻，根据焦耳—楞次定律，电阻产生的热量为RT I Q 2=放本实验中，由电流产生热量。
如果电热丝两端的电势差为V ，通过的电流为I ，则电流在时间t 内产生的热量为VIt 。
假定损失的热量可以忽略，即全部热量用于提高量热器及水的温度，（初温T 0到终温T n ）。
比热容的测量实验报告
比热容的测量实验目的、实验原理、实验步骤等在预习报告中。
本次实验只做了方法二，没有做方法一。
实验数据记录表格实验原始数据Wc m b p C i si +==)*(对上述数据进行直线拟合处理。
得到： 相关系数r=0.998484 斜率k=2.02811031.2--︒⋅⋅=∴C g J cT 的计算：kC si =U 2/R(T-θ)5/4 =1/4*(i p *b)=4.1030*411.410.18)904.1190.277.256(542=+⨯=T ℃ 不确定度分析根据)2/()1(/2--=-n r c S cc A c c S t U U ⋅=≈-)(τψπε可以得到斜率的相对标准差03135.0/=c S c 06.0=⇒c S 又t(3)=12.7 76.0=c U 1176.003.2--︒⋅⋅±=∴C gJ c关于数据测量与处理这次实验的基本原理比较简单。
主要的系统误差在于系统对外散热所损失的热量，系统误差修正基本上是对这部分的修正，具体的修正原理见前“实验原理”。
利用自然对流的冷却公式以后进行散热修正比较复杂，因此数据处理主要通过计算机完成。
这种情况下，散热修正公式的准确性比较重要，这点上，由于热学知识的欠缺，无法做出恰当的分析。
由于测量方法对最后结果会产生影响的部分有：1、加热丝电阻的阻值：由于加热丝电阻比较小（26欧姆左右），且处在分母位置上，因此电阻值如果有较大变化或者测量不准确，对最终结果会产生影响。
这包括两个方面，一是由于温度变化引起的阻值变化，二是比较法测量电阻时产生的误差。
其中后者，由于采用的数字电压表，可以认为内阻确为无穷大，不确定度可以通过计算得到，约为阻值的1%，比起最后结果中的不确定度（仅为A 类不确定度）基本没有影响。
2、搅拌器：搅拌过程中，搅拌器对液体做功，导致温度上升。
比热容的测量 实验报告
比热容的测量实验报告比热容的测量实验报告引言：比热容是物质在吸收或释放热量时所需要的能力。
测量物质的比热容对于研究物质的热性质以及工业应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量物质的比热容，探究物质的热性质，并探讨测量方法的准确性和可行性。
实验材料与方法：实验材料：热水浴、恒温水槽、温度计、热量计、试管、试管夹、热绝缘材料、不同物质的样品（如铜、铁、铝等）。
实验方法：1. 准备工作：将热水浴和恒温水槽调至目标温度，确保温度稳定。
2. 实验步骤：a. 将试管夹固定在热绝缘材料上。
b. 在试管中加入一定量的待测物质样品。
c. 将试管放入热水浴中，使样品与热水浴充分接触。
d. 同时，将热量计放入试管中，记录初始温度。
e. 等待一段时间，直至样品与热水浴达到热平衡。
f. 记录热量计的最终温度。
g. 根据热量计的读数和温度变化计算物质的比热容。
实验结果与讨论：通过实验，我们得到了不同物质的比热容数据，并进行了分析和讨论。
以下是实验结果的一部分：物质 | 比热容（J/g·℃）-----------------------铜 | 0.39铁 | 0.45铝 | 0.90从上述数据中可以看出，不同物质的比热容存在着显著差异。
铝的比热容最大，而铜的比热容最小。
这是因为不同物质的原子结构和分子间力的不同所导致的。
铝的原子结构较为紧密，分子间力较强，因此需要更多的能量来使其温度升高。
而铜的原子结构较为松散，分子间力较弱，所以其比热容相对较小。
在本实验中，我们采用了热量计的方法来测量物质的比热容。
热量计是一种测量热量变化的仪器，通过测量热量计的温度变化，可以计算出物质的比热容。
然而，热量计的准确性和可行性也需要考虑。
首先，热量计的准确性受到环境因素的影响。
例如，热量计的读数可能会受到外界温度变化的干扰，导致测量结果的误差。
为了减小这种误差，我们在实验中使用了热绝缘材料来隔离试管和热水浴，减少了外界温度变化对实验结果的影响。
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。
研究物质比热容的比热容测定实验
研究物质比热容的比热容测定实验引言物质的比热容是指单位质量的物质在温度变化时所吸收或释放的热量。
它是一个重要的物理量，对于研究物质的热性质、传热现象以及工程应用等方面有着重要的意义。
本文将介绍比热容测定实验的相关定律、实验准备及过程，并探讨该实验的应用和其他专业性角度。
正文一、热传导定律比热容测定实验基于热传导定律，即热量会从高温物体传导到低温物体，直到达到热平衡。
这一定律是基于能量守恒定律和热力学定律推导出来的，可以用数学公式表达为：Q = mcΔT其中:Q表示热量，m表示物质的质量，c表示物质的比热容，ΔT表示温度变化。
二、实验准备在进行比热容测定实验前，我们需要准备以下实验设备和材料：1. 热量测量装置：例如热容器、热量计等。
2. 温度测量仪器：例如温度计、热电偶等。
3. 比热实验样品：可以具体选择不同物质的固态、液态或气态样品，如水、金属块等。
三、实验过程1. 保持实验环境的恒定性在进行比热容测定实验前，首先要保持实验环境的恒定性，例如室温和湿度等。
这是为了避免外界环境因素对实验结果的影响。
2. 准备实验样品将所选的实验样品准备好，通常使用质量较稳定的样品，如均质金属块、纯净水等。
3. 测量物质的质量称量物质的质量m，并记录下来。
4. 监测环境温度使用温度计等仪器监测环境温度，并记录下来。
这是为了确定实验开始时的环境温度。
5. 记录初始温度将温度计等仪器浸入实验样品中，记录下样品的初始温度Ti。
6. 提供一定的热量为了提供一定的热量，可以通过不同的方式进行加热。
例如，可以通过加热器将实验样品加热至一定温度。
7. 监测温度的变化监测实验样品的温度变化，可以使用温度计、热电偶等仪器进行实时测量，并记录下每个时间间隔的温度值，直至实验结束。
8. 计算热平衡状态在实验过程中，当实验样品的温度变化达到平衡状态时，可以停止加热，记录下此时的温度值，记为热平衡温度Te。
9. 计算比热容根据热传导定律的公式Q = mcΔT，根据实测的温度变化值计算出比热容c。
用电热法测液体的比热容及散热修正资料
：
26 27 28 29 30 31 32 33 34
36.10 35.95 35.86 35.71 35.65 35.57 35.50 35.43 35.32
35 36 37 38 39 40 41 42 43
35.21 35.19 35.12 35.05 34.97 34.90 34.81 34.72 34.68
卡/克*℃
=（1.0090.082）卡/克*℃
（4.2170.343）J/kg*℃
实验讨论
、 虽然可以对初温和终温用作图法进行修正，但这种修正并不能从根本上解决量热器在升
而且也无法修正在实验过程中不断搅拌增加了
、 做实验时温度计插入要适当，不要靠近电阻丝，以免受到影响。
、 在断电时，温度上升不能马上停止，要计算T，用牛顿冷却定律的法来修正，这种方
2） 学会用电流量热器测液体的比热容；
3） 掌握天平、温度计、量热器的试验方法；
4） 学会散热修正和研究减小测量误差的方法；
实验仪器
实验原理
这两种方法都要求对待测液体进行测量
U，电流为I，通电时间t。
在内筒中有质量为M，比热容
C（未知）的水。M
为量热器内筒的质
C
, 搅拌器的质量为M2
C
卡/克℃
gC03k10J8.1409.01水4.21710J3/kg*℃
C的不确定度：
1.0=5.77210℃
0.010.0058
ctsu
0.50.29
cvmlu
0.10.058
cVVu
定度0.10.058
cAAu
2222
)
CcccccmTtvAVccccccuuuuuu
比热容的测量
比热容的测量物质比热容的测量是物理学的基本测量之一，属于量热学的范围。
量热学的基本概念和方法在许多领域中有广泛应用，特别是在新能源的开发和新材料的研制中，量热学的方法都是必不可少的。
由于散热因素多而且不易控制和测量，量热实验的精度往往较低。
为了做量热实验，常常需要分析产生各种误差的因素，考虑减少误差的方法，提高实验能力。
1. 实验目的(1) 学习测量液体比热容的原理和方法；(2) 了解量热实验中产生误差的因素及减少误差的措施。
2. 实验原理当一个孤立的热学系统最初处于平衡态时，它有一初温T1；当外界给予该系统一定热量后，它又达到新的平衡时，有一末温T2。
如果该系统中没有发生化学变化或相的转变，那么该系统获得的热量为＝(m1c1 + m2c2 + …)(T2－T1) （1）式中m1，m2，…为组成系统的各种物质的质量，c l，c2，…为相应物质的比热容。
比热容的含义是单位质量的物质温度升高1K所吸收的热量，单位为焦耳/千克⋅开或焦耳/克⋅开。
20℃纯水的比热容为4.182 J／g⋅K，其他物质的比热容大都小于纯水。
例如变压器油20℃时的比热容为1.892 J ／g⋅K，金属的比热容在0.13—1.3J／g⋅K之间。
物质的质量m与其比热容c的乘积称为热容。
用大写字母C 表示，单位为焦耳／开，即J／K。
进行物质比热容的测量时，必须用到量热器、温度计、搅拌器等等。
它们是由多种不同材料制成的。
为了简便而又不影响结果，可将量热系统里除待测物质以外的其他所有器具的热容量统统折合成水所相当的热容W，称为它们的“水当量”。
本实验是测定液体的比热容。
方法可有多种，如混合法（将已知热容和温度的固体与待测液体混合的方法），比较法（将待测液体与已知比热容的纯水在同样实验条件下比较的方法）等。
本实验中采用直接测量比热容的方法，即由电热丝给待测液体供热，直接测出比热容，既可以避免混合法中由于固体投入液体的过程中产生的散热误差，又可减少比较法中不易满足实验条件而带来的麻烦。
实验5电热法测量油品的比热容
实验5 电热法测量油品的比热容――设计性实验（一）功和热长期被看作是互不相关的两个独立概念，直到伦福德提出“热本质上是一种运动”的观点后，才将两者联系起来。
后来焦耳做了大量的工作，测量了功转化为热量的数值即热功当量，使人们对功和热的关系有了更深刻的理解。
物质的比热容是量热学中的一个重要概念，特别是在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用。
由于散热因素多而且不易控制和测量，热学实验的精度往往较低，因此为了做好热学实验，必须学会分析产生各种误差的原因，找出改进的方法。
测量比热容有很多方法，如混合法、冷却法、电热法、比较法等。
本实验根据焦耳定律采用电热法测量油品的比热容。
【预习提示】本实验是设计性实验要求学生在进入实验室之前必须认真准备以下实验事项，并设计好实验方法和实验步骤：1．什么是物质的比热容？电热法测量液体比热容时需要直接测量哪些物理量？2．为了尽可能减少系统与外界的热量交换，实验中应采取哪些措施？3．实验中怎样准确测量液体的末温度？4.测量油品质量应在什么时间测量最佳？5.如何确定加热功率的大小？6.冷却油品需要多少时间为最佳？7.系统中吸收热量的有哪几部分？8.根据给定实验器材、实验原理提示和实验内容要求，设计出实验方法和实验步骤，拟定数据记录表格。
【实验目的】1．学会电流量热器的使用方法。
2．学习电热法测量液体比热容的基本原理和方法，巩固对热功当量和焦耳定律的理解。
3．了解热学实验中产生系统误差的主要因素，掌握减小或消除线性系统误差的对称测量法。
4．学会用电热法测量油品的比热容。
【实验内容与要求】1．必做内容（1）选择油品合适的初温和末温。
将盛油品的内筒放到冰箱内冷却至比室温低5～6℃，作为油品的初温T1。
7980 （2）根据已知数据（如内筒质量、油品质量、铜的比热容等）合理估算加热功率的大小，使加热时间为20~30分钟左右。
（3）加热过程中，每隔一定时间（约2分钟）记录一次电压和电流值。
测比热容比的实验原理
测比热容比的实验原理
测比热容比的实验原理是利用加热物体时所需要的热量与其温度变化之间的关系来确定物体的比热容比。
具体实验步骤如下：
1. 准备实验装置，包括一个加热器和一个测温仪。
2. 测量并记录加热器的质量m1、热容量C1，以及测温仪的质量m2、热容量C2。
3. 放入一定质量的物体（质量m3）到加热器中，并记录其质量。
4. 测量和记录物体的初始温度T1，加热器的初始温度T2。
5. 通过加热器加热物体，使物体升温至一定温度T3，同时记录加热器的最终温度T4。
6. 根据加热器的热容量和温度变化计算加热器所吸收的热量Q1，即Q1 = C1 ×(T4-T2)。
7. 根据测温仪的热容量和温度变化计算物体所吸收的热量Q2，即Q2 = C2 ×
(T4-T2)。
8. 根据加热器、测温仪和物体的质量计算物体的比热容量比，即γ= Q2 / (Q1 ×(m3 / m1) + Q2 ×(m2 / m1))。
通过多次实验可以得到不同物体的比热容量比，从而比较不同物体的热容特性。
液体比热容实验的温度设定及实验不确定度的理论分析
液体比热容实验的温度设定及实验不确定度的理论分析卢贵武;韩志强;郑超;张鹏【摘要】用热传导理论研究了初始温度、终止温度和环境温度对“电热法测定液体比热容”实验结果的影响，提出了设定终止温度的方法。
实验数据测量和相关计算表明，相对于传统的温度对称测量方法，改进后的方法可显著提高实验准确度。
%Using heat conduction theory ,the effect of initial temperature ,final temperature and environmental temperature on the experimental result of liquid specific heat was studied ,and a im-proved method to set the final temperature was discussed .The experimental data and correlation cal-culation indicated that the improved method could obviously improved the uncertainty of experiment in comparison with the traditional method of symmetrical temperature .【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P38-40,44)【关键词】比热容;温度;不确定度【作者】卢贵武;韩志强;郑超;张鹏【作者单位】中国石油大学北京理学院，北京102249;中国石油大学北京理学院，北京102249;中国石油大学北京理学院，北京102249;中国石油大学北京理学院，北京102249【正文语种】中文【中图分类】O551.31 引言物质的比热容是表征其热学性质的重要物理量，在许多的高校大学物理实验课中都开设了关于固体、液体和气体比热测量的实验项目，根据实验的目的、要求、仪器等设计成基础实验、设计性实验和综合实验［1-8］，采用了各种方法对物质的比热容进行测量.在液体比热的测量中电热法是常用的方法，在实验中往往采用对称测量法来消除量热器与环境热交换的影响.然而在对称测量法测比热过程中，由于系统温度高于室温时升温较慢，系统温度低于室温时升温较快，因此整个实验过程中系统对外界放出的热量大于从外界吸收的热量，导致测得的比热值偏大.显然，若能合理地设定末温T2，使系统从外界吸收的热量接近向外界放出的热量，则可真正地消除系统与外界的热交换对实验结果的影响.储浚［9］和阎向宏［10］等人曾采用牛顿冷却定律分析讨论了对称测量方法对实验结果的影响，提出了提高实验准确度的建议.本文采用气体热传导理论定量研究了温度对“电热法测定液体比热容”实验结果的影响.2 模型与理论分析传统的“电热法测定液体的比热容”的实验装置如图1所示.假设内筒壁的温度为样品温度T，外筒壁的温度为环境温度T0，样品与环境的距离为L，上述装置可简化为图2.图1 实验装置图图2 热传导模型图设温度梯度在径向分布均匀，依据气体热传导理论，样品与环境之间的热流j（即单位时间内流过单位面积的热量）可表述为式中，κ为空气热导率，T为样品温度，T0为环境温度，L为样品与环境间的距离. 在实验的前期阶段，温度从T1经过时间t1升高到T0，系统从环境中吸取热量.在单位时间内，系统从外界吸取的热量为式中，S为样品与环境的接触面积.在dt时间内，温度升高dT，则有：式中，IU是电阻丝的发热功率，c0和c分别是内筒（附加电阻丝、接线柱和搅拌器）和样品的比热容，其质量分别为m0和m.将（2）式代入（3）式得令：则得到时间和温度的关系式为对（6）式积分得到吸热过程的持续时间为在吸热过程中系统从环境中吸取的总能量为在实验的后期阶段，温度由T0上升到T2，系统向环境释放热量.在单位时间内，系统向环境释放的热量为在dt时间内，系统温度升高dT，则对（10）式积分得到放热过程持续时间为在放热的过程中，系统向环境中释放的总热量为：在整个实验过程中，为减少系统与环境温度间的热交换对实验的影响，需令系统吸收的总热量与释放的总热量相等（Q吸＝Q放），由（5），（8）及（12）式得到：该式为设定实验终止温度的基本公式.3 实验结果与讨论待测液体为煤油，质量m＝136.1g，量热器内筒、搅拌器、加热电阻丝和接线柱的质量m0＝145.1g，比热容c0＝385.2J／（kg·K）.取T0＝17.8℃，T1＝13.5℃，加热电阻丝的电压U＝6.22V，电流I＝0.355A，实验测得从初始温度到室温的加热时间t1＝600s.将以上数据代入（7）式并令煤油比热容c＝2.14×103 J／（kg·K），可求得代入式（13）得到T2＝21.2℃，与采用对称法（T2-T0＝T0-T）得到的T2（为22.1℃）相比，设定的温度低了0.9℃.依据上述数据，由（11）式得到系统从室温T0升高到一定温度T所需要的加热时间t2与温度T的关系曲线如图3所示.此曲线显示，随着温度的提高，所需要的加热时间呈指数式增长.当T＝31.5℃时，所需要的加热时间趋于无穷大，也就是说此时加热器提供的能量与向环境释放的热量相等，系统的温度稳定在31.5℃.图3 系统从室温T0升高到一定温度T所需要的加热时间t2与温度T的关系曲线对于整个实验过程，有（5）式成立：由式（5）～（15）得此为液体比热容c与终止温度T2之间的关系.由此可得终止温度T2的不确定度传递系数为取ΔT＝0.9℃，由（17）式可得到比热c的不确定度为液体比热容c的相对不确定度为这一结果表明，我们的温度设定新方法可减少实验相对不确定度14%.测量系统从室温T0升高到一定温度T所需要的加热时间t，得到t与温度T的实验结果如表1所示.取T2＝22.1℃，实验测量的比热c＝2.47×103 J／（kg·K），与参考值2.14×103 J／（kg·K）比较，实验的相对不确定度为15.4%；取T2＝21.2℃，实验测量的比热c＝2.12×103 J／（kg·K），实验的相对不确定度为0.9%；表明我们的温度设定显著地提高了实验精度.表1 系统从室温T0升高到温度T对应的加热时间tT／℃ t／s T／℃ t／s 17.8 600 20.8 1 130 18.8 763 21.2 1 201 19.8 939 22.1 1 5254 结论依据热传导理论推导了加热时间与终止温度的关系，提出了可显著提高实验准确度的温度设定方法.具体数值计算表明，为了减少环境热量交换对实验结果的影响，实验的终止温度应比传统方法设计的温度降低0.9℃；采用新的温度设定方法，提高了实验精度.应指出本文为了简化计算假定系统与环境之间温度梯度的径向分布与位置无关，进一步的理论分析应考虑环境温度变化对结果的影响、热量的径向传输对温度梯度的影响以及温度对气体热导率的影响.【相关文献】［1］张文杰.温度传感器在固体比热容实验中的运用［J］.物理实验，2012，32（8）：21-23. ［2］常相辉，冯先富，张永文，等.不同温度下空气比热容比测量装置的研究［J］.物理实验，2011，31（4）：21-23.［3］王银峰，陶纯匡，汪涛.大学物理实验［M］.北京：机械工业出版社，2005.［4］秦仙明.大学物理实验［M］.北京：石油工业出版社，2007.［5］唐海燕.大学物理实验［M］.北京：高等教育出版社，2011.［6］朱世坤，辛旭平，聂宜珍，等.设计创新型物理实验导论［M］.北京：科学出版社，2010. ［7］孙为，唐军杰，王爱军，等.大学物理实验［M］.北京：中国石油大学出版社，2007. ［8］周开学.工科大学普通物理实验［M］.东营：石油大学出版社，1991.［9］储俊.电热法测液体比热实验中量热器散热的修正［J］.物理实验，1995，15（3）：107-108.［10］阎向宏，张亚萍.电热法测液体比热容实验的改进［J］.大学物理实验，1997，16（7）：23-24.。
改进电热法测定氯化钠溶液比热容的研究
改进电热法测定氯化钠溶液比热容的研究
付睿丽;马镛;李磊;吴修治
【期刊名称】《工程与试验》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】改进电热法测定比热容装置，省去电流表，用阻值恒定的 FeCrAl 合金
电阻丝代替，并且设置静音搅拌叶轮，实现溶液自动搅拌。
为防止氯化钠溶液电解，用石墨电极代替传统铜电极，测出氯化钠溶液比热容随浓度的变化规律：即在初温相同的条件下，氯化钠溶液比热容随浓度增加而线性降低；随着初始温度的升高，氯化钠溶液比热容随浓度变化曲线整体向上平移。
【总页数】4页(P55-58)
【作者】付睿丽;马镛;李磊;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】O482.2+1
【相关文献】
1.改进电热法测定比热容实验的研究 [J], 李磊;付睿丽;马镛;吴修治
2.用电热方法测定海水的比热容 [J], 张俊;尹济东;周风琴
3.电热法测液体比热容实验的改进 [J], 阎向宏;张亚萍
4.电热法测固体比热容实验的改进 [J], 吕建伟;鄢玉霞;宦强;马葭生
5.用电热法测固体比热容实验的改进 [J], 王肇铭
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实验5 电热法测量油品的比热容
――设计性实验（一）
功和热长期被看作是互不相关的两个独立概念，直到伦福德提出“热本质上是一种运动”的观点后，才将两者联系起来。
后来焦耳做了大量的工作，测量了功转化为热量的数值即热功当量，使人们对功和热的关系有了更深刻的理解。
物质的比热容是量热学中的一个重要概念，特别是在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用。
由于散热因素多而且不易控制和测量，热学实验的精度往往较低，因此为了做好热学实验，必须学会分析产生各种误差的原因，找出改进的方法。
测量比热容有很多方法，如混合法、冷却法、电热法、比较法等。
本实验根据焦耳定律采用电热法测量油品的比热容。
【预习提示】
本实验是设计性实验要求学生在进入实验室之前必须认真准备以下实验事项，并设计好实验方法和实验步骤：
1．什么是物质的比热容？电热法测量液体比热容时需要直接测量哪些物理量？
2．为了尽可能减少系统与外界的热量交换，实验中应采取哪些措施？
3．实验中怎样准确测量液体的末温度？
4.测量油品质量应在什么时间测量最佳？
5.如何确定加热功率的大小？
6.冷却油品需要多少时间为最佳？
7.系统中吸收热量的有哪几部分？
8.根据给定实验器材、实验原理提示和实验内容要求，设计出实验方法和实验步骤，拟定数
据记录表格。
【实验目的】
1．学会电流量热器的使用方法。
2．学习电热法测量液体比热容的基本原理和方法，巩固对热功当量和焦耳定律的理解。
3．了解热学实验中产生系统误差的主要因素，掌握减小或消除线性系统误差的对称测量法。
4．学会用电热法测量油品的比热容。
【实验内容与要求】
1．必做内容
（1）选择油品合适的初温和末温。
将盛油品的内筒放到冰箱内冷却至比室温低5～6℃，作为油品的初温T1。
（2）根据已知数据（如内筒质量、油品质量、铜的比热容等）合理估算加热功率的大小，使加热时间为20~30分钟左右。
（3）加热过程中，每隔一定时间（约2分钟）记录一次电压和电流值。
（4）正确操作和测量油品的末温度T 2。
计算油品的比热容，并计算不确定度。
2．选做内容
根据本实验的思路，试设计测量固体比热容的实验方案。
要求简要说明实验原理和实验方法。
【实验原理提示】
电流量热器中加热电阻丝的电阻为Ｒ，电流为Ｉ，电阻丝两端的电压为Ｕ，通电时间为t ，根据焦耳定律，电流通过电阻丝所做的功即电阻丝的放热为
IUt Q =放 （1）
量热器的结构如图1所示，电阻丝完全浸没在油品中，当研究的系统与外界没有热量交换时，电流做的功全部转化为油品升温的热量。
这里所研究的系统包括油品、量热器内筒、搅拌器、电阻丝和接线柱等。
设系统的初温和末温分别为Ｔ1和Ｔ2，系统由Ｔ1升高到Ｔ2所吸收的热量为
)()(120012T T m c T T m c Q -+-=油油吸 （2）
式中c 0为铜的比热容（K kg J c ⋅⨯=/10852.320），c 油为待测油品的比热容，m 0为铜制内筒、电阻丝、搅拌器和接线柱的质量。
在热学实验中，理想的绝热系统是很难实现的，当所测温度低于室温时，系统就从环境中吸收少量的热量；当所测温度高于室温时，系统就向环境中放出少量的热量。
不管是吸热还是放热，都会给测量结果带来系统误差。
为了减小或消除这种误差，可以采用以室温为中间值进行降温和升温的对称测量法；也就是说，如果室温为T ，则所取初温T 1、末温T 2，应尽量满足T T T T -=-21，这样可使开始时从环境中所吸收的热量尽量等于终了时所放出的热量。
在给系统加热的过程中，系统升温过程与时间呈近似线性关系，而且不管是吸热过程还是放热过程，系统与环境的热交换规律是相同的，都符合牛顿冷却定律。
但必须
注意牛顿冷却定律适用的温差范围，一
般取℃T T T T 621≤-=-。
【实验器材】
量热器（已知内筒、电阻丝、搅拌
器和接线柱的质量）、智能仪器测试仪
天平、冰箱、待测油品等。
实验装置如图1所示，D 为量热器
外筒，B 为内筒，E 为温度计，R 为加
热电阻丝，P为搅拌器，O为待测油品，G和H为接线柱。
智能热学测试仪使用说明：
1、检查量热器与仪器是否连接。
2、打开仪器的电源（在仪器的后面板右手侧），进行预热10分钟；
3、进入仪器的开始界面，按“测量”键进入测量温度状态，读取室内油品的温度；
4、按“设置”键，进入加热功率设置界面，此时电阻丝上已经通过电流开始加热，通过向上方向键或向下方向键提高或降低加热功率；
5、设置好之后仪器回到“测量”状态，界面出现“温度、电流、电压、时间”读数状态。
此时电流、电压、时间读数为零；
6、方向键开始正式加热测量，达到要求后按左方向键停止加热。
【注意事项】
1．实验过程中实验者应避免直接接触量热器。
2．液体的初温和末温与环境温度相差不能太大，合理选择加热功率保证加热速度及测量时间，测量时间一般控制在30分钟以内。
3．量热器中加入油品要适量，一般以内筒高的三分之二为宜，不能过多或过少。
搅拌要轻缓、均匀，不能将油品溅到内筒外面。
4．当油品温度快达到预期的末温时，切断加热电源并同时停止秒表的计时，但必须再轻轻搅拌1～2分钟，并注意观察温度读数，当升至最高温度时，才能将此时的温度作为油品的末温T2。
【思考与讨论】
1．在测量油品末温T2时，当看到温度上升到预定末温后，立即停止计时，并记录温度计的读数作为末温，这样做有何不妥？
2．在测量过程中，如果出现故障（如秒表停止计时，电压表、电流表不显示读数），在排除故障后，能继续进行实验吗？应怎样处理这种情况？
3．为了减小测量误差，也可以采用两只完全相同的电流量热器通过比较法进行测量，即通过待测液体与已知比热容的液体（常用水）进行比较来测量。
请设计比较法测量比热容的实验方案，并与本实验方案进行比较，阐述二者的异同。
采用哪一种实验方案测量会更准确一些？
【参考文献】
1．王云才，李秀燕．大学物理实验教程．北京：科学出版社，2003
2．丁慎训，张连芳．物理实验教程．北京：清华大学出版社，2002
3．周开学．工科大学物理实验．山东东营：中国石油大学出版社，2000。