液體比熱容的測定報(bào)告

PAGEPAGE1梧州學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績：指導(dǎo)教師：專業(yè)：班別：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)人：學(xué)號：同組實(shí)驗(yàn)人：實(shí)驗(yàn)名稱：液體比熱容的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)測定液體比熱容的一種方法。2、學(xué)會使用FD-LCD-A液體比熱容實(shí)驗(yàn)儀。實(shí)驗(yàn)儀器：序號名稱單位數(shù)量備注1實(shí)驗(yàn)主機(jī)臺12實(shí)驗(yàn)容器套1內(nèi)筒(銅)、外筒(有機(jī)玻璃)、隔離筒(銅)各一只3溫度傳感器根24電源線根15串行通訊線根16產(chǎn)品說明書本17合格證書份18聯(lián)機(jī)軟件份1選配注意事項(xiàng)：1、做實(shí)驗(yàn)前必須精讀FD-LCD-A液體比熱容實(shí)驗(yàn)儀的使用說明書，正規(guī)操作。2、注意食鹽水的配制，必須保證飽和。FD-LCD-A液體比熱容實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1、實(shí)驗(yàn)主機(jī)2、溫度顯示表3、查閱按鈕4、復(fù)位按鈕5、電源開關(guān)6、實(shí)驗(yàn)外筒7、實(shí)驗(yàn)內(nèi)筒8、環(huán)境水9、傳感器10、被測液體11、傳感器12、堅(jiān)固螺絲【實(shí)驗(yàn)原理】由牛頓冷卻定律知，一個(gè)表面溫度為的物體，在溫度為的環(huán)境中自然冷卻()，在單位時(shí)間里物體散失的熱量與溫度差（）有下列關(guān)系：當(dāng)物體溫度的變化是準(zhǔn)靜態(tài)過程時(shí)，上式可改寫為：（1）(1)式中為物體的冷卻速率，為物質(zhì)的熱容，k為物體的散熱常數(shù)，與物體的表面性質(zhì)、表面積、物體周圍介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)以及物體表面溫度等許多因素有關(guān)，和分別為物體的溫度和環(huán)境的溫度，k為負(fù)數(shù)，的數(shù)值應(yīng)該很小，大約在1O一15℃之間。如果在實(shí)驗(yàn)中使環(huán)境溫度保持恒定(即的變化比物體溫度的變化小很多)，則可以認(rèn)為是常量，對式(1)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，可以得下述公式：㏑（2）(式中b為積分常數(shù))。可以將式(2)看成為兩個(gè)變量的線性方程的形式：自變量為t，應(yīng)變量為ln，直線斜率為，本實(shí)驗(yàn)利用式(2)進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)方法是：通過比較兩次冷卻過程，其中一次含有待測液體，另一次含有已知熱容的標(biāo)準(zhǔn)液體樣品，并使這兩次冷卻過程的實(shí)驗(yàn)條件完全相同，從而測量式(2)中未知液體的比熱容。在上述實(shí)驗(yàn)過程中，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行自然冷卻，測出系統(tǒng)冷卻過程中溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，并從中測定未知熱學(xué)參量的方法，叫做冷卻法；對兩個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行對比，從而確定未知物理量，叫做比較法。比較法作為一種實(shí)驗(yàn)方法，有廣泛的應(yīng)用。利用冷卻法和比較法來測定待測液體(如飽和食鹽水)的熱容的具體方法如下：利用式(2)分別寫出對已知標(biāo)準(zhǔn)液體(即水)和待測液體(即飽和食鹽水)進(jìn)行冷卻的公式，如下：（3）（4）以上兩式中和分別是系統(tǒng)盛水和鹽水時(shí)的熱容。如果能保證在實(shí)驗(yàn)中用同一個(gè)容器分別盛水和鹽水，并保持在這兩種情況下系統(tǒng)的初始溫度、表面積和環(huán)境溫度等基本相同，則系統(tǒng)盛水和鹽水時(shí)的系數(shù)與相等，即：令和分別代表由(3)式和(4)式畫出的兩條直線的斜率，即,可得（5）式中和的值可由最小二乘法得出，熱容和分別為，其中分別為水和鹽水的質(zhì)量及比熱容；，，，分別為量熱器內(nèi)筒和攪拌器的質(zhì)量及比熱容；和分別為溫度計(jì)浸入已知液體和待測液體部分的等效熱容。由于數(shù)字溫度計(jì)測溫按著浸入液體部分的等效熱容相對系統(tǒng)的很小，故可以忽略不計(jì)，利用式(5)，有（6）其中水的比熱容為量熱器內(nèi)筒和攪拌器通常用金屬銅制作，其比熱容為：【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟】1．用冷卻法測定飽和食鹽水的熱容(1)將外筒冷卻水加至適當(dāng)高度(要求的波動幅度不超過±0.5℃)(2)用內(nèi)部干燥的量熱器內(nèi)筒取純凈水。要求：純凈水體積約占內(nèi)筒的2／3體積、溫度約比高10～15℃。稱其質(zhì)量后，放入隔離筒，開始實(shí)驗(yàn)。每隔1min分別記錄一次純凈水溫度和外筒冷卻水的溫度，共測20分鐘。(3)用清洗過的內(nèi)筒盛取飽和食鹽水。要求：食鹽水的體積約占內(nèi)筒的2／3體積、飽和食鹽水的初溫與純凈水初溫之差不超過1℃。稱其質(zhì)量后，放入隔離筒，開始實(shí)驗(yàn)。每隔1分鐘記錄一次食鹽水溫度和外筒冷卻水的溫度，共測20min?！緮?shù)據(jù)記錄及處理】內(nèi)杯的質(zhì)量=g純凈水的質(zhì)量=g序號TaTb序號TaTb1112123134145156167178189191020內(nèi)杯的質(zhì)量=g飽和食鹽水的質(zhì)量=g序號TaTb序號TaTb1112123134145156167178189191020(1)在同一張直角坐標(biāo)紙中，對純凈水及鹽水分別作“l(fā)n—t”圖，檢驗(yàn)得到的是否為一條直線。如果是，則可以認(rèn)為檢驗(yàn)了式(2)，并間接檢驗(yàn)了式(1)，也就是說，被研究的系統(tǒng)的冷卻速率同系統(tǒng)與環(huán)境之間溫度差成正比。(2)對水和鹽水分別取ln及相應(yīng)的t的數(shù)據(jù)，用最小二乘法分別求出兩條直線的斜率和，并由此得出未知飽和食鹽水的