比熱容測(cè)試儀驗(yàn)證方案

1、BRR比熱容測(cè)試儀測(cè)試比熱容方法驗(yàn)證編制： 日期： 審批： 日期：江蘇中設(shè)集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司用BRR比熱容測(cè)試儀測(cè)試比熱容方法驗(yàn)證確認(rèn)一、概述BRR比熱容測(cè)試儀采用冷卻混合法。因土樣的不均質(zhì)特性，在取樣的量上充分考慮了土樣的代表性。在土樣中心插入熱電偶，可準(zhǔn)確測(cè)量土樣熱量傳遞過(guò)程，與水溫?zé)犭娕紨?shù)值比較，能判斷熱量傳遞后達(dá)到溫度平衡狀態(tài)。本裝置采用了高精度的測(cè)溫?zé)犭娕己蜏y(cè)溫儀表，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。二、驗(yàn)證目的為確認(rèn)BRR比熱容測(cè)試儀測(cè)試土樣樣品比熱容結(jié)果的可靠性。三、驗(yàn)證依據(jù)1、比熱容測(cè)試方法Q/JZJC02-20112、BRR比熱容測(cè)試儀使用說(shuō)明書四、驗(yàn)證方法(1)樣品選取選取試樣(土

2、樣編號(hào)G1-10)(2）試驗(yàn)用配套設(shè)備高精度恒溫箱。 銅質(zhì)試樣筒。 保溫桶。 插入式測(cè)溫?zé)犭娕肌?高精度測(cè)溫儀表。稱重設(shè)備（電子天平1000g/0.1g）。(3）標(biāo)準(zhǔn)樣品的選取選取純水為標(biāo)準(zhǔn)試樣，純水的比熱容為4.2103J(kg)(4）土樣樣品的測(cè)試 將土樣裝入試樣筒內(nèi)，稱重，計(jì)算試樣重量（試樣重量=總重-試樣筒重量）。 將裝好樣的試樣筒放入恒溫箱（或恒溫水槽）中加溫，當(dāng)土樣中溫度與恒溫箱溫度相等時(shí)，認(rèn)為土樣溫度均勻。此時(shí)的溫度為土樣溫度（土樣下落時(shí)的初溫）。 保溫桶中裝入一定重量的純水，測(cè)溫?zé)犭娕甲x出水的溫度（保溫桶水的初溫）。 快速?gòu)暮銣叵渲邪淹翗拥谷氡赝暗乃小?搖動(dòng)保溫桶，記錄水和

3、土樣混合物溫度，當(dāng)溫度不變化時(shí)，混合物溫度是水的計(jì)算終溫。 （5）計(jì)算公式 C=4.2G1(T3-T2)/ G2(T1-T3) C=4.2 式中：4.2純水在t3到t2溫度范圍內(nèi)的平均比熱容(J/kg.K); T1土樣下落時(shí)的初溫（）; T2保溫桶中水的初溫（）; T3保溫桶中水的計(jì)算終溫（）; G1水重量（g）; G2土樣重量（g）;(T3-T2)為水溫上升值; (T1-T3)為土樣品溫度下降值。 五、測(cè)試結(jié)果不確定度分析（1）測(cè)試原理根據(jù)牛頓冷卻定律用冷卻法測(cè)定物質(zhì)的比熱容是熱學(xué)中常用的方法之一。本測(cè)試方法以純水為標(biāo)準(zhǔn)樣品，而測(cè)定土樣、水的比熱容為 4.2kJ/(kg)，將加熱的土樣（溫度

4、及熱電偶測(cè)量）放入水中，水放入恒溫保溫瓶中。水隨著加熱的土樣而溫度升高，熱電偶數(shù)字顯示水的溫度，熱電偶的冷端放入冰塊中，熱電偶測(cè)溫技術(shù)是當(dāng)前生產(chǎn)實(shí)際中常用的測(cè)試方法，它比一般的溫度計(jì)測(cè)溫方法有著測(cè)量范圍廣，測(cè)量值精度高，可以自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶的非線性因素等優(yōu)點(diǎn)。單位質(zhì)量的物質(zhì)，其溫度升高或降低1K（或1）所需的或失放熱量稱為該物質(zhì)的比熱容，其值隨溫度而變化。將質(zhì)量為M1的土樣加熱后，放到較低溫度的介質(zhì)（例如水）中，樣品將會(huì)逐漸冷卻。其單位時(shí)間的熱量損失（Q/t）與溫度下降的速率成正比，于是得到下述關(guān)系式： （1）式（1）中C1為該土樣樣品在溫度1時(shí)的比熱容，為土樣樣品在1的溫度下降速率。單位質(zhì)量的

5、水，其溫度升高1K（或1）所需的熱量稱為該物質(zhì)的比熱容，其值隨溫度而變化。將質(zhì)量為M1的加熱土樣樣品，放到較低溫度的介質(zhì)水中，樣品將會(huì)逐漸冷卻。水的溫度上升，其單位時(shí)間的得到熱量（Q/t）與溫度上升的速率成正比，于是得到下述關(guān)系式： （2）式（2）中C2為土樣品在溫度2時(shí)的比熱容，為土樣品在2的溫度上升速率，當(dāng)在水中的溫度穩(wěn)定后，水與土樣處于同一溫度 （3）已知純水的比熱容C2為4.2kJ/(kg、質(zhì)量M2；待測(cè)土樣樣品的質(zhì)量M1及兩樣品在溫度時(shí)冷卻速率之比，就可以求出待測(cè)的土樣的比熱容C1。土樣的比熱容可從下式得到: C1=4.2(M2T2)/(M1T1)式中T2 為水溫上升值; T1為土樣

6、樣品溫度下降值。（2）誤差分析根據(jù)C=4.2 式中：4.2純水在t3到t2溫度范圍內(nèi)的平均比熱容(J/kg.K); T1土樣下落時(shí)的初溫（）; T2保溫桶中水的初溫（）; T3保溫桶中水的計(jì)算終溫（）; G1純水質(zhì)量（g）; G2土樣質(zhì)量（g）;樣品比熱容C 的誤差由以下因素有關(guān):1)常量(4.2kJ/(kg)的誤差:誤差為0.05 kJ/(kg;2)土樣下落時(shí)的初溫測(cè)量誤差T1:誤差為0.2;3)保溫桶中水的初溫測(cè)量誤差T2:誤差為0.2;4)保溫桶中水的計(jì)算終溫測(cè)量誤差T3:誤差為0.2;5)水質(zhì)量稱重誤差G1:誤差為0.2g;6)土樣質(zhì)量稱重誤差G2:誤差為0.2g。根據(jù)以上分析，可得到不確定度的計(jì)算公式為：在這試驗(yàn)中1)土樣下落時(shí)的初溫T1為50.003)保溫桶中水的初溫T2為18.904)保溫桶中水的終溫T3為23.895)純水質(zhì)量稱重G1為368.50g6)土樣質(zhì)量稱重G2為159.90gC=4.2368.50(23.89-18.90)/(159.90(50-23.89)=1.858 kJ/(kg=0.045C=0.0451.858=0.08