液体比热容的测定报告.docx

梧州学院学生实验报告成绩：指导教师：专业：班别：实验时间：实验人：学号：同组实验人：实验名称：液体比热容的测定实验目的:1、学习测定液体比热容的一种方法2、学会使用FD-LCD-A液体比热容实验仪实验仪器：序号名称单位数量备注1实验主机台12实验容器套1内筒（铜）、外筒（有机玻璃）、 隔离筒（铜）各一只3温度传感器根24电源线根15串行通讯线根16产品说明书本17合格证书份18联机软件份1选配注意事项：1、做实验前必须精读FD-LCD-A液体比热容实验仪的使用说明书，正规操作 2、注意食盐水的配制，必须保证饱和FD-LCD-A液体比热容实验仪实验装置示意图B 3 1 O 111、实验主机2、温度显示表3、査阅按钮4、复位按钮 5、电源开关 6、实验外筒7、实验内筒8、环境水9、传感器 10、被测液体 11、传感器 12、坚固螺丝【实验原理】由牛顿冷却定律知，一个表面温度为o的物体，在温度为o的环境中自然冷却（0 >0 ），在单0 0位时间里物体散失的热量W谜与温度差（0-0 ）有下列关系： 算=k（0-0 ）0 ot o当物体温度的变化是准静态过程时，上式可改写为：°° = 土<0-0 ） （1）Ot C 0S(1)式中亍为物体的冷却速率，C为物质的热容，k为物体的散热常数，与物体的表面性质、表面积、物体周围介质的性质和状态以及物体表面温度等许多因素有关，0和0分别为物体的温 0度和环境的温度，k为负数，0-0的数值应该很小，大约在1 0 — 1 5°C之间。

0如果在实验中使环境温度0保持恒定(即0的变化比物体温度0的变化小很多)，则可以认为0 0k0是常量，对式⑴进行数学处理，可以得下述公式：In (0-0 )二—t + b (2)(式中b为积分常数) 0 0 C可以将式(2)看成为两个变量的线性方程的形式：自变量为t,应变量为ln(0-0 )，直线斜率 0为k C，本实验利用式(2)进行测量，实验方法是：通过比较两次冷却过程，其中一次含有待测 S液体，另一次含有已知热容的标准液体样品，并使这两次冷却过程的实验条件完全相同，从而测 量式(2)中未知液体的比热容在上述实验过程中，使实验系统进行自然冷却，测出系统冷却过程中温度随时间的变化关系, 并从中测定未知热学参量的方法，叫做冷却法；对两个实验系统在相同的实验条件下进行对比， 从而确定未知物理量，叫做比较法比较法作为一种实验方法，有广泛的应用利用冷却法和比较法来测定待测液体(如饱和食盐水)的热容的具体方法如下：利用式⑵分别写出对已知标准液体(即水)和待测液体(即饱和食盐水)进行冷却的公式，如下：ln@-0 ) = -^t + b (3) ln@-0 ) = -^―t + b" (4)0 W C， 0 S C "S S以上两式中C 1和C "分别是系统盛水和盐水时的热容。

如果能保证在实验中用同一个容器S S分别盛水和盐水，并保持在这两种情况下系统的初始温度、表面积和环境温度等基本相同，则系统盛水和盐水时的系数Q与k ”相等，即： k • = k “= k令S •和S ”分别代表由⑶式和⑷式画出的两条直线的斜率，即k k S•二—,S“ 二— 可得 SC ' = S"C ” (5)C ' C ” S SS S式中S•和S“的值可由最小二乘法得出，热容C '和C ”分别为S SC ' = mc + mc + m c +5C1 C "二 m "c + m c + m c + 5C "S 11 2 2 S X 11 2 2其中m•,m",c•,c分别为水和盐水的质量及比热容；m，m，c，c分别为量热器内筒和搅拌器X 1 2 12的质量及比热容；5C和5C"分别为温度计浸入已知液体和待测液体部分的等效热容由于数字温 度计测温按着浸入液体部分的等效热容相对系统的很小，故可以忽略不计，利用式(5)，有一 (m c + m c )1 1 2 2其中水的比热容为c = 4.18 X103 J (kg • K)量热器内筒和搅拌器通常用金属铜制作，其比热容为：c二c二0.389 X103 J^g • K)1 2【实验内容和步骤】1.用冷却法测定饱和食盐水的热容(1) 将外筒冷却水加至适当咼度(要求0的波动幅度不超过±0.5°C)0(2) 用内部干燥的量热器内筒取纯净水。

要求：纯净水体积约占内筒的2/3体积、温度0约比0o高10〜15C称其质量后，放入隔 离筒，开始实验每隔1 min分别记录 次纯净水温度0和外筒冷却水的温度00，共测20分钟3) 用清洗过的内筒盛取饱和食盐水要求:食盐水的体积约占内筒的2/3体积、饱和食盐水的初温与纯净水 初温之差不超过1C 称其质量后，放入隔离筒，开始实验每隔1分钟记录次食盐水温度0和外筒冷却水的温度0， 0 共测20min数据记录及处理】内杯的质量= g 纯净水的质量= g序号TaTb序号TaTb1112123134145156167178189191020内杯的质量= g 饱和食盐水的质量= g序号TaTb序号TaTb1112123134145156167178189191020(1)在同一张直角坐标纸中，对纯净水及盐水分别作“ ln(0-0 ) — t”图，检验得到的是否为0一条直线如果是，则可以认为检验了式(2),并间接检验了式(1),也就是说，被研究的系统的冷却速率同系统与环境之间温度差成正比2) 对水和盐水分别取ln(6 -60)及相应的t的数据，用最小二乘法分别求出两条直线的斜率S'和S”，并由此得出未知饱和食盐水的比热容c。

X(3) 提示：仪器的联机软件可以让实验过程简化通过仪器内置的串行接口和电脑联机，运行 联机软件联机软件每隔固定时间，自动从实验仪获取数据实验后，可以通过该软件对数据进 行处理具体的使用方法，请看联机软件的使用手册实验总结。