电热当量的测定

温度超过初温7℃左右时断电，记录通电时 间t（不停表，继续搅拌）； 温度开始下降时记录最高温度T2及时间t1； 重新计时，自然冷却t2=12分钟后，记录温 度TE； 再次通电，从电流表读出电流I，用万用表 测出两电极间的电压U。
（2）作图法
过程与计算法一样，在t1时间内每30秒记录一 次温度值，自然冷却过程中每2分钟记录一次 温度值。
（3）数据处理要求 用计算法计算终温Tf，热功当量J，与热功当量 的公认值比较，计算定值误差； 作图法：在坐标纸上画出T-t曲线，由图求出Tf， 计算J，计算J的定值误差。
相关参数
水的比热 c1=1.00 卡/(克.度)
铜的比热
J的公认值
c2=0.092 卡/(克.度)
J=4.1868焦耳/卡
数据记录
电热当量的测定
一、电热法测热功当量的原理
给电阻丝通电，电功为
A
V
E IUt
这些功转化为热量，加热液 体，使其温度升高。
Q mcT
m是吸收热量物体的质量，c 是相应物体的比热，ΔT是温 度的变化量。
通过测量温度的变化，计算出物体吸收的热量 ，假定电功全部转化为热量，并被全部吸收， 则可以计算出热功当量：
下标1和2分别指水和铜质材料，Tf和T0分别是终 温和初温。
因此，热功当量可以表示为
IUt J [m1c1 ( m 2 5)c2 ](T f T0 )
二、终温的散热修正
T/ ℃
加热过程可以用图中 的曲线来表示。在B点 开始通电，C点断电， 通电时间t，断电后温 度继续升高，到D点达 到最大值T2.
终温的散热修正也可以使用作图法求得。
每隔一定时间记录相应温度，在坐标纸上描出 温度随时间的变化曲线。反向延长DE，与t1中 垂线交于F点，F点对应的温度即为终温Tf。
T/ ℃ Tf T2 F D
C
ΔT=T2 - TE t2 E
T0
A
B
t t1 t1/2 t/ 分
三、实验内容
（1）计算法 称水的质量m1（超过内筒三分之二）； 称铜质材料的质量m2（内筒、搅拌器和导 流棒）； 连接电路（可暂不连电压表），条件：电 源电压20V，电流表用2.5A档，电压表用 200V档； 记录初温T0； 通电，并用秒表计时；
室温 水的质量 铜质材料的质量 水的初温 T0= 最高初温 T2= 自然冷却时间 自然冷却后的温度 电流I= A ℃ ℃ θ= m1= m2= 通电时间 t2= TE= 电压U= V t= 分 ℃ 达到T2的时间 t= ℃ g g s s
t t1
t/ 分
随温度升高，散热速率逐渐增大，到最高温度 时，散热达到最大，与自然冷却时相同。因此 加热过程中平均散热速率为自然冷却时散热速 率的一半，即： 1
2
修正后的终温Tf应等于T2加上一个修正项。
T f T2 T T2 t1
t1 T2 TE T f T2 2 t2
E J Q
实验中，吸收热量的物体有：水，量热筒内筒 、搅拌器、电极和温度计。内筒、搅拌器和电 极都是铜，温度计吸收的热量很难计算，我们 通过多次实验，测出其吸收的热量相当于5克铜 在相同条件下吸收的热量。
因此，测出温度的变化值后，可按下式计算热量
Q [m1c1 ( m2 5)c2 ](T f T0 )
D C
T2
T0
A
B t t1 t/ 分
由于在通电过程中存在散热，因此，最高温度T2并 不是真正的终温Tf，要得到Tf需进行散热修正。
在自然冷却过程中，散热速率为 T2 TE
t2
通电的初始时刻，由于温度与环境温度相同，没有 散热；
T/ ℃ D
T2
C ΔT=T2 - TE tБайду номын сангаас E
T0
A
B
如果开始加热时的温度与室温不一致，则平均 冷却速率应该为
1 ( 0 ) 2
0为开始加热时的冷却速率，记室温为θ，则
T0 0 T2
T f T2 T T2 t1
T0 T2 2 T2 TE T f T2 t1 2(T2 ) t2