3固體比熱容的測定冷卻法

1、實驗三、固體比熱容的測定（冷卻法）一、實驗?zāi)康恼莆沼美鋮s法測金屬的比熱二、實驗儀器鋁盤、銅盤、金屬比熱容測量裝置、熱學(xué)綜合實驗儀三、實驗原理單位質(zhì)量的物質(zhì)，其溫度升高1K（或1）所需的熱量叫該物質(zhì)的比熱容，其值隨溫度而變化，測量物質(zhì)的比熱容一般有混合法，冷卻法和電熱法三種。對良導(dǎo)體，一般采用冷卻法。將質(zhì)量為m1的金屬樣品加熱后，放到較低溫度的介質(zhì)（例如室溫的空氣）中，樣品將會逐漸冷卻，其單位時間的熱量損失（Q/t）應(yīng)與溫度下降速率成正比（由于金屬樣品的直徑和長度都較小，而導(dǎo)熱性能又很好，所以可認(rèn)為樣品各處的溫度相同）Q=cm(t1-t2)由此到下述關(guān)系式： 式中C1為該金屬樣品在溫度1時的比熱

2、容，為金屬樣品在溫度1時的溫度下降速率，根據(jù)牛頓冷卻定律有： 式中1為熱交換系數(shù)，S1為該樣品外表面的面積，n為與圓周介質(zhì)的狀況有關(guān)的系數(shù)，1為金屬樣品的溫度，0為周圍介質(zhì)的溫度，由式和式，可得： 同理，對質(zhì)量為m2，比熱容為c2的另一種金屬樣品，同樣有： 由式和式，可得：c2=c1如果兩樣品的形狀和尺寸都相同，即S1=S2，兩樣品表面狀況也相同（如涂層，色澤等），而周圍采用同樣的介質(zhì)（空氣），則有1=2，兩樣品又處于相同溫度1=2=時，上式簡化為：如果已知標(biāo)準(zhǔn)金屬樣品的比熱容c1，質(zhì)量m1，待測樣品的質(zhì)量m2及兩樣品在溫度時的溫度下降速率和，就可求得待測金屬的比熱容c2。已知銅在50時的比熱

3、容為：c=393J/（kg）四、實驗內(nèi)容與步驟內(nèi)容：測量鋁在50時的比熱容。步驟：1安裝實驗裝置，并加熱加熱盤65。如圖安好實驗裝置，連接電纜線到實驗儀，打開綜合實驗儀電源開關(guān)，溫度指示選擇開關(guān)旋至“設(shè)定溫度” （圖1）檔，設(shè)定加熱盤溫度為65，打開加熱開關(guān)，加熱加熱盤，溫度指示選擇開關(guān)旋至“加熱盤溫度”檔，加熱加熱盤溫度至設(shè)定溫度。2測量鋁在50時的自然冷卻速率關(guān)閉加熱開關(guān)，移去加熱盤，溫度指示選擇開關(guān)旋至“散熱盤溫度”檔。當(dāng)散熱盤溫度為55時，開始計時，每隔一分鐘記錄一次散熱盤溫度，直到散熱盤溫度降到45為止。3同樣方法測量標(biāo)準(zhǔn)銅盤在相同條件下50時的自然冷卻速率。4測量，銅盤、鋁盤的質(zhì)量。（圖2）五、數(shù)據(jù)處理1在坐標(biāo)系上作出冷卻曲線，求出鋁50時的冷卻速率。如圖3 =2作銅的冷卻曲線，求出銅在50時的冷卻速率。3求出鋁在50時的比熱容。（圖3）附：熱實綜合實驗儀主要技術(shù)性能指標(biāo)1額定電壓：220V，5