用电热法测液体的比热容及散热修正资料

用电热法测液体的比热容及散热修正

1.实验目的

（1） 熟练使用量热器，并且加深对热力学第一定律的认识； （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； 2.实验仪器

直流稳压电源、电流表、电压表、温度计、量杯、量热器、停表 3.实验原理

测定液体的比热容常用的方法有却法和电热法，这两种方法都要求对待测液体进行测量时，要具有完全相同的外界条件。测量原理图如下图：在外套筒的绝热壁中方有量热 器、搅拌器、温度计、加热电阻丝。设加热电阻丝两端电压为U ，电流为I ，通电时间t 。

则在单位时间内供给量热器的内能为：A=U*I*t 在内筒中有质量为M ，比热容为C （未知）的水。M 1为量热器内筒的质量，其比热容为C 1, 搅拌器的质量为M 2其比热容为C 2，铜电极的质量为M 3其比热容为C 3初始温度为T 1加热后温度为T 2假设玉外界无热交换,则有

UIt=(Mc+M 2c+M 3c+Vc 4)(t 2-t 1)⇒

C=

M

1(

1

2T T UIt -)-

M

V M C M C M V C 3

322114+++①

加热过程中，不断有热量从量热器内向外发散，使得实际温度T 1

总要比理想绝热下温度T 低，因此要进行散热修正，加热时间T 后系统的实验过程中，从通电加热开始计时测温，每隔一分钟记录一次温度从这些数据作T ——t i 图：

设系统加热时间为t n 分钟终温为Tn 继续观察降温时间为t n -t m

1

m 与t 1m 对应的温度为T m

中间状态t 10时候对应的温度为T 1

由图知

S 1=Sdte 0d 0=[

()()

+⋯++++121111102

1

21T T T T ()

11121m m T T +-=[()

∑-=++1

1

11

1021m i i m T T T ]t ∆; S 0=MQ t ∆; S 2=()()

t T T T T T T t t S n n n ab ∆++⋯++++=-]21)(2121[121100=()∑-=∆++1

1

0;]21

[n i i n t T T T

S ()00003t t Q t t b Sa n n -==； S=S ()t Q T T T S S m i n i n ∆-++=-∑-=1

1

032]21

[；

S ()

;]21[111

10011

t MQ T T T S S m i i m ∆-++=-=∑-= ();Q T K d d t Q --=

();Q T K d d C t

T s --=

()Q T C K dt dT s --=； 令R=s C K

； 即dT=--R(T-Q)dt ();0

dt Q T R T t

t ⎰--=∆②

dt Q T r T T m

t

t m

)(1110

1⎰--=-=-R*S 1③

()S R dt Q T R T n

t t n *0

-=--=∆⎰④

连理上面的式子可得：(

)()

()()

∑∑-=-=-++-++-=--=∆1

1

11

101

1

01

01

1

1

102121

m i i m n i i n m m

n m Q T T T nQ T T T T T

S S T T T ；

修正后温度T n n n T T ∆-=1⑤

代入上面的式子可得水的比热容C x

注意：不用手直接握量热器的任何部分，不该在阳光下或空气流动太快的地方进行实验，避免接近任何热源实验 4.试验主要步骤

（1） 用物理天平测出量热器内筒和搅拌器的质量M1 M2;

（2） 连接电路，调节好电压，连入相应电压表和电流表的量程;

（3） 连通K 同时按下秒表记时，记录下电压和电流的值，并在整个过程中不断搅拌，每

隔一分钟记录一次温度; （4） 用小量筒测出温度计插入水中的体积V 1，这个体积不能准确测出，在这里只需一个大体值，先记录小量筒内水的体积，再把温度计放入量筒内记录体积，最后两个体积相减便得到温度计插入水中的体积

（5） 完成实验后整理仪器。 5.实验数据

电阻丝阻值：10Ω 电压：12V 电流：0.85A 铜电极质量：19.9g 量筒和搅拌器的质量：131.7g 内筒中水的质量：m 水=230.1g 加热电极的比热容：C 克卡0.0942=*摄氏度 水的初温：22.21摄氏度 量热器和搅拌器的比热容：C 1=0.216 卡*摄氏度 温度计的的体积V ml 5.11=

升温过程的时间和温度表

降温过程时间和温度表：

温度修正N T ∆：由式子()

m Q T T T nQ T T T T m i i m i i m n -++-++⋅

-=

∆∑-==1

1

11

101

19121ln 102)(

变形并代入数值得：

()()()=+⋯++++++=++∑-=61.3563.2491.2332.2371.2212.3621.222121

1

1

10n i i n T T T