金屬線脹系數(shù)和冰的溶解熱

1、B1實驗課實驗課熱學(xué)類實驗熱學(xué)類實驗熱學(xué)實驗需要考慮實驗的具體先后步驟，因此課熱學(xué)實驗需要考慮實驗的具體先后步驟，因此課前預(yù)習(xí)很重要；另外由于各熱學(xué)量與環(huán)境相關(guān)，前預(yù)習(xí)很重要；另外由于各熱學(xué)量與環(huán)境相關(guān)，因此熱學(xué)實驗需要記錄實驗環(huán)境參數(shù)（溫度，干因此熱學(xué)實驗需要記錄實驗環(huán)境參數(shù)（溫度，干濕度，氣壓等）。濕度，氣壓等）。實驗項目：實驗項目：1 1、金屬線脹系數(shù)的測定、金屬線脹系數(shù)的測定 2014-2015學(xué)年第二學(xué)期學(xué)年第二學(xué)期金屬線脹系數(shù)的測定金屬線脹系數(shù)的測定 主要實驗內(nèi)容：主要實驗內(nèi)容：用光杠桿放大法對金屬絲的線脹系數(shù)進行用光杠桿放大法對金屬絲的線脹系數(shù)進行測定測定 。固體受熱后其長度的增

2、加稱為線膨脹。在一定的。固體受熱后其長度的增加稱為線膨脹。在一定的溫度范圍內(nèi)，原長為溫度范圍內(nèi)，原長為l的物體，受熱后其伸長量與的物體，受熱后其伸長量與l成正比，成正比，與溫度的增加量近似成正比。與溫度的增加量近似成正比。 主要原理為：主要原理為：金屬的線脹系數(shù)金屬的線脹系數(shù)返回返回數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：1、計算不確定度、計算不確定度2、用作圖法及最小二、用作圖法及最小二乘法求直線率及線脹系乘法求直線率及線脹系數(shù)，比較測量結(jié)果。數(shù)，比較測量結(jié)果。tll實驗內(nèi)容和要求：實驗內(nèi)容和要求：1、要求從室溫測量到、要求從室溫測量到90度，最好每隔度，最好每隔5度測一次望遠(yuǎn)鏡中尺子度測一次望遠(yuǎn)鏡中尺子的刻度，

3、升溫和降溫各記錄至少的刻度，升溫和降溫各記錄至少10個數(shù)據(jù)。個數(shù)據(jù)。2、分別由升溫和降溫測的數(shù)據(jù)采用逐差法計算出金屬的線脹系、分別由升溫和降溫測的數(shù)據(jù)采用逐差法計算出金屬的線脹系數(shù)數(shù),并與標(biāo)準(zhǔn)值比較計算百分誤差并與標(biāo)準(zhǔn)值比較計算百分誤差(1.6710-5/)。3、做望遠(yuǎn)鏡中尺子讀數(shù)、做望遠(yuǎn)鏡中尺子讀數(shù)n和溫度計讀數(shù)和溫度計讀數(shù)t的的n-t曲線圖，曲線實曲線圖，曲線實際上可由際上可由ni=Ati+B,表示，其中表示，其中 A=2LD/d.所以求出曲線的斜率所以求出曲線的斜率即可求出線脹系數(shù)。即可求出線脹系數(shù)。4.光桿桿常數(shù)光桿桿常數(shù)d用游標(biāo)卡尺測量五次用游標(biāo)卡尺測量五次,平面鏡到望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺距離平

4、面鏡到望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺距離D和金屬桿初始長度和金屬桿初始長度l各測量一次，其誤差取相應(yīng)測量工具的精度各測量一次，其誤差取相應(yīng)測量工具的精度誤差作為最終的誤差估計。誤差作為最終的誤差估計。注意事項：注意事項：1、溫度計的保護，溫度計上的螺絲擰緊，以免溫度計掉入加溫、溫度計的保護，溫度計上的螺絲擰緊，以免溫度計掉入加溫內(nèi)筒。內(nèi)筒。2、整個測量過程不能移動或觸碰光杠桿。、整個測量過程不能移動或觸碰光杠桿。3、注意望遠(yuǎn)鏡中看到的標(biāo)尺示數(shù)是在標(biāo)尺、注意望遠(yuǎn)鏡中看到的標(biāo)尺示數(shù)是在標(biāo)尺0刻度的上方還是下刻度的上方還是下方，以免讀數(shù)時出錯。方，以免讀數(shù)時出錯。4.加溫時最高溫度不應(yīng)超過加溫時最高溫度不應(yīng)超過95攝氏

5、度，攝氏度， 90攝氏度時停止加熱。攝氏度時停止加熱。熔解熱概念：熔解熱概念：一定壓強下晶體一定壓強下晶體開始熔解時的溫度，稱為該晶體開始熔解時的溫度，稱為該晶體在此壓強下的熔點。在此壓強下的熔點。1克質(zhì)量的克質(zhì)量的某種晶體熔解成同溫度的液體所某種晶體熔解成同溫度的液體所吸收的熱量，叫做該晶體的熔解吸收的熱量，叫做該晶體的熔解潛熱，亦稱熔解熱。實驗涉及熱潛熱，亦稱熔解熱。實驗涉及熱平衡方程的使用。平衡方程的使用。 本實驗就是根據(jù)熱平衡原理，用混合法來測定本實驗就是根據(jù)熱平衡原理，用混合法來測定冰的溶解熱。冰的溶解熱。)()()0(12212TTVmmcmcTMcML銅水水MTMcTTVmmcm

6、cL)0()()(21221水銅水若將若將M克克0的冰與的冰與m克克T1 的水進行混合，冰全部融化為水時的溫度的水進行混合，冰全部融化為水時的溫度為為T2 ，內(nèi)筒質(zhì)量，內(nèi)筒質(zhì)量m1,比熱容為比熱容為c1，攪拌器的質(zhì)量為，攪拌器的質(zhì)量為m2，比熱為，比熱為c2，溫，溫度計的熱容為度計的熱容為，若為孤立系統(tǒng)，根據(jù)熱平衡方程，若為孤立系統(tǒng)，根據(jù)熱平衡方程Q吸吸=Q放放，則冰的熔，則冰的熔解熱解熱L計算公式：計算公式：冰的溶解熱冰的溶解熱冰全部融化為水時的溫度冰全部融化為水時的溫度熱水的溫度熱水的溫度溫度計泡入溫度計泡入水中的體積水中的體積2212122121)(TTMMTTTTVVmmmmmmMML

7、L誤差公式：誤差公式：測量公式：測量公式： 雖然盡量保持系統(tǒng)孤立，仍不可能完全達(dá)到絕熱的要求，雖然盡量保持系統(tǒng)孤立，仍不可能完全達(dá)到絕熱的要求，因此，就需要求出系統(tǒng)散失或吸收的熱量，從而對結(jié)果進行修因此，就需要求出系統(tǒng)散失或吸收的熱量，從而對結(jié)果進行修正。正。 牛頓冷卻定律：若系統(tǒng)溫度高于環(huán)境溫度，系統(tǒng)就要散失熱牛頓冷卻定律：若系統(tǒng)溫度高于環(huán)境溫度，系統(tǒng)就要散失熱量。當(dāng)溫度差相當(dāng)小時（小于量。當(dāng)溫度差相當(dāng)小時（小于10-15），散熱速率與溫度差），散熱速率與溫度差成正比，即：成正比，即：實驗系統(tǒng)散熱的修正實驗系統(tǒng)散熱的修正) )K K( (T Tt tq q 根據(jù)牛頓冷卻定律修正散熱。溫度根據(jù)

8、牛頓冷卻定律修正散熱。溫度從從T2到到T3，系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱量：，系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱量： 若若SA=SB，則系統(tǒng)對外界的吸熱和散熱，則系統(tǒng)對外界的吸熱和散熱就可以相互抵消。就可以相互抵消。 這種修正方法，要求水的初溫大于環(huán)這種修正方法，要求水的初溫大于環(huán)境溫度（境溫度（T2環(huán)環(huán)），末溫比環(huán)境溫度低），末溫比環(huán)境溫度低（T3環(huán)環(huán)，T3環(huán)環(huán)。冰冰1 1冰冰平平3 3水水平平3 3水水2 2攪攪筒筒銅銅水水水水冰冰T Tc cT T c c) )T T ) )( (T T m mc cm m( (c cM M1 1L L 3342 2TTTTT 33322 2TTTTTT1. 1. 稱量質(zhì)量和測量

9、溫度。稱量質(zhì)量和測量溫度。2. 2. 記錄投冰前后水溫隨時間的變化曲線。記錄投冰前后水溫隨時間的變化曲線。 投冰前每隔投冰前每隔6060秒測一個系統(tǒng)溫度，測秒測一個系統(tǒng)溫度，測5-85-8個點。個點。投冰后每隔投冰后每隔3030秒測一個系統(tǒng)溫度，測秒測一個系統(tǒng)溫度，測5-85-8個點，待末溫基本穩(wěn)個點，待末溫基本穩(wěn)定讀出定讀出3 3個數(shù)據(jù)比較合適。個數(shù)據(jù)比較合適。3. 3. 注意事項：注意事項：實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l水初溫大于環(huán)境溫度約水初溫大于環(huán)境溫度約10-1510-15，末溫小于環(huán)境，末溫小于環(huán)境 溫度。溫度。l曲線連續(xù)，時間不可間斷。記好投冰的時間。曲線連續(xù)，時間不可間斷。記好投冰的時間。l實驗中要輕輕攪拌。實驗中要輕輕攪拌。5、測量要點、測量要點（1）從投冰前5、6分鐘開始測水溫，每60S測一次。（2)在投冰快速冷卻過程中，每30S測一次,