固体比热容

C
mc(t2 ) (m0c0 C)( t1) (1)
由此可得金属块的比热
c (m0c0 C)( t1)
(2)
m (t2 )
量热器的热容可以根据其质量和比热容算出。设量热
器和搅拌器相同物质制成，其质量为m1
则
，比热容为c1
，
C m1c1 C
(3)
式中C 为温度计插入水中的部分的热容。C 的值可由下
C mc
对于气体，在不同变化过程中其热容与比热容的值都是 不同的；对于固体和液体，这种差别很小，可以忽略。
气体在等体变化过程中的比热容称为比定容热容， 用符号 C表V 示。
气体在等压变化过程中的比热容称为比定压热容， 用符号 CP表示。
气体的比定压热容与比定容热容之比称为比热容比 ，用符号 表示，即
CV / CP
实验目的和意义
❖ 学会最基本的测量热量的方法——混合法。 ❖ 测量金属的比热。 ❖ 学习热学实验中系统散热带来的误差的修
正方法。
实验原理及设计
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吸收的热量，此 称为热平衡原理。本实验及根据热平衡原理用混合 法测定固体的比热。
2．使用坐标纸，绘制温～时曲线，进行散热修正，
确 3．定将t1各、个的测数量值数。值代入（2）式，求得c,再根据重复
实验值取平均值。 4．从附表中查出所用金属快的比热值作为标准值， 按公式求出实验的相对误差。
E

测量值 标准值 标准值
100%
实验分析与思考
1．混合法的理论根据是什么？ 2．分析实验中哪些因素会引起系统误差？测量时怎样才 能减小实验误差？ 3．若采用预先加热金属块投入低于室温的水中混合的方 法，本实验应怎样设计和进行操作？ 4．如果混合前金属块和水的温度都在变化，其初温怎样 测量？出现这种情况对实验有何影响？应怎样避免？
式求出：
{C
} J
o
C
1
1.9{V }cm3
(4)
式中V
为温度计插入水中部分的体积。{C
} J
o表C1 示以为单位
时的数{值V，}cm3 表示以为单位时的数值。只要测m出0 ,
m,t1,t2, 的值，则可由（2）式求得待测金属块的比热。
在上述混合过程中，实际上系统总要与外界交换热量，这
块悬挂浸没在其中。
水的比热容 c0为 4.187 103 J kg1oC1
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（℃）
t
次
次 （℃）
中间2分钟
后8分钟
t（℃）
t（℃）
t（℃）
t（℃）
次
次
次
次
1
5
1
5
1
5
2
6
2
6
2
6
3
7
3
7
3
7
4
8
4
8
4
8
t2(℃) m 0（kg） m （kg） m1（kg） C（J·k—1·℃—1） （J·k—1·℃—1） V（cm3）
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
c0
4．取出量热器的内筒,称其总质量并减去
质量 ； m0
m ,即m1为水的
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
合后水的温度不易测准。为此，绘制水的温～时曲线，
方法如下：若在实验中做出水的温～时曲线如图1所示
，AB段表示混合前量热器及水的冷却过程，BC段表示
混合过程, CD段表示混合后冷却过程。通过G点作与时
间轴垂直的一条直线交AB、CD的延长线于E和F，使面
积BEG与面积CFG相等，这样，E和F点对应的温度就是
实验简介
1. 该实验内容是属于大学物理中的热学理论的基础 性实验，是研究如何测量固体的比热容。
2. 比热简介；
比热是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热。比 热容(specific heat capacity) 物体升高单位温度时所吸 收的热量，称为该物体的热容，用符号C表示。单位质 量物体的热容称为构成该物体的物质的比热容，用符号 c表示。如果物体的质量为m，物体热容与比热容的关 系为
实验目的
❖ 用混合量热法测定冰的熔解热； ❖ 进行实验安排和参量选取； ❖ 学会一种粗略修正散热的方法——抵偿法。
热无交限换快进的行温度，即没有热
量散失时混合前后的初温
温 度
A
B
就是热交换进行无限快的
E
温度，即没有热量散失时
t1
混合前后的温度；第三，
G
量热器表面若由于水滴附
着，会使其蒸发而散失较 多的热量，这可在实验前
t2
C
F
D
使用干燥毛巾擦净量热器 O
而避免。
图1
时间
实验仪器及设备
量热器，温度计（0～50℃，准确到0.1℃）， 加热器，待测金属块，细线，物理天平，秒表， 小量筒。
高出室温20℃～30℃的水，迅速将绝热盖盖好，插入温度计 和搅拌器，不断搅动搅拌器，并启动秒表，每隔一分钟读一 次温度数值，在混合前可测量读取数值8次（8分钟）； 3．把系有细线的金属块迅速投入量热器内，使其悬挂浸没 在水中，盖好盖子，继续搅动搅拌器，开始每隔15秒记录一 次温度，2分钟后，每隔一分钟记录一次，共记录8次；
固 体 比 热 容 的 测 量 装 置
量 热 器
量热器截面图
电子秒表
物理天平
实验内容及步骤
待测金属块与水混合可有多种方法，本实验采用将室温的金 属块投入盛有温水的量热器中的混合方法，其散热修正采用 上述修正的方法。
1．测出室温t2，测量待测金属块的质量 m；
2．擦净量热器的内筒，称量它和搅拌器的质量m1,然后倒入
入量将热质器量内为筒m水，中温。度设为量t，热2比器热（为包括的c搅金拌属器块和，温投度
计插入水中的部分）的பைடு நூலகம்容量为 。C量热器的内筒
装入水的质量为 ，m其0 比热为 ，c待0测物投入水中之
前后水的温温为度为，，在t1则待在测不物投计入量水热中器后与，外与界金的属热块交混换合的
情况下，根据热平衡原理，列出平衡方程