试验用电热法测量热功当量

用电热法测量热功当量

教学目标：

1. 用电热法测热功当量。

2. 学习用牛顿冷却定律，进行散热修正。

教学方法：

采用研究式、答辩式教学方法。

实验内容

1. 测量质量，填表1

2. 连接电路、选量程、电压。

3. 测外围温度θ1

4. 连接电源，记T 0 ，没隔1分钟，填表2

5. 断电，接着测降温温度，每隔1分钟，填表3，以求k

6. 测环境温度θ

2 取θ=21（θ1+θ2） 7. 求δν

重点及难点：

重点：自然冷却定律修正温度（终）及操作严谨 难点：牛顿自然冷却定律

教学过程设计

1. 电场力作功

W = V I t (1)

单位：焦耳、伏特、安培、秒

系统吸收全部热量

Q=（C 0M 0+C 1M 1+ C 2M 2+0.46δV ）(T f –T 0) (2) 由（1）、（2）式可得：

QJ=W ，则J=Q

W 焦耳/卡 称为热功当量 2. 终温修正

散热后实际终温为T f ” (测的温度)，不散热达到终温为T f (理想温度) 由散热导致温度下降δT

测T f = T f ” +δT （4）

3. 求δT 的方法：

根据牛顿自然冷却定律 dt

dT =K （T —θ） 自然冷却：''

0f

T T - t=0→t k=θθ--'0'ln 1T T t f (1/min)

δT=k(θ-T )t 其中)(2

1"0f T T T += T f = T f ” +δT

数据处理：

计算法

作图法，采用作图法较为直观。 例：

1. C 0=1.000卡/克•度 C 1=0.092卡/克•度 C 2=0.094卡/克•度

2. 电压U=8.2伏 电流I=0.975安

3. 环境温度 θ

环=20.0C 0 m 0=167.0克 m 1=203.0克 m 2=49.9克

由图 =0.9℃ θf =θb +=28.0+0.9=28.9℃ 由计算机数据处理结果 J=4.30焦耳/卡 误差 E=%10018.430

.418.4⨯-=2.9% J=4.18焦耳/卡为公认值。

θ℃--t(分)图

t (分)