3-固體比熱容的測定

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°C）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mj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/At）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，所以可認為樣品各處的溫度相同）Q=cm（t1-t2）由此到下述關(guān)系式：TOC\o"1-5"\h\z△Q A0-^―=cm ①AA式中C1為該金屬樣品在溫度e1時的比熱容，△，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：AQ=aS（A-6）n ②At 111o式中a1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)，e1為金屬樣品的溫度，e0為周圍介質(zhì)的溫度，由式①和式②，可得：cm渦1=aS（6-6）n ③■At 111o同理，對質(zhì)量為m2,比熱容為C2的另一種金屬樣品，同樣有：A6cm2=aS（6-6）n ④22At 2220由式③和式④，可得:

A0m―raS(0-0)?Cc1At22 2 0m凸aS(0-0)n2At111 0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)，則有以「a2,兩樣品又處于相同溫度91=92=。時，上式簡化為：如果已知標(biāo)準(zhǔn)金屬樣品的比熱容，質(zhì)量m1，待測樣品的質(zhì)量m2及兩樣品在溫度9品在溫度9時的溫度下降速率，就可求得待測金屬的比熱容c2。（圖1（圖1）已知銅在50°C時的比熱容為：c=393J/(kg°C)四、實驗內(nèi)容與步驟內(nèi)容：測量鋁在50C時的比熱容。步驟：安裝實驗裝置，并加熱加熱盤65Co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)旋全“設(shè)定溫度”檔，設(shè)定加熱盤溫度為65C，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。測量鋁在50C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)旋全“散熱盤溫度”檔。當(dāng)散熱盤溫度為55C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45C為止同樣方法測量標(biāo)準(zhǔn)銅盤在相同條件下50C時的自然冷卻速率。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°C時的冷卻速率。如圖3，△必Q-Q[A?Jt—t2ab作銅的冷卻曲線，求出銅在50°C時的冷卻速率oc=393J/kg-oC\AtJC" 。求出鋁在50°C時的比熱容?！鉉0/°CObtbObtb（圖3）附：熱實綜