物理实验报告范本-比热容的测量（预习报告）.doc

比热容的测量(预习报告)实验目的(1) 学习测量液体比热容的原理和方法2) 了解量热实验中产生误差的因素及减少误差的措施实验原理当一个孤立的热学系统最初处于平衡态时，它有一初温T】；当外界给予该系统一定热 量后，它又达到新的平衡时，有一末温马如果该系统中没有发生化学变化或相的转变, 那么该系统获得的热量为：Q=(m ] c ]+11125+…)(T2-T |)式中in】,im,…为组成该系统的各种物质的质量；ci…为相应物质的比热容为了简便而 又不影响测量结果，E将量热系统里除待测物质以外的其他所有器具的热容量统统折合成 水所相当的热容W,成为它们的“水当量气本实验中，采用由电热丝给待测液体供热，直接测出比热容的方法在量热器内安装 电热丝，通以电流，在一定的时间内电热丝放出的热量为：Q=U2「/R式中为加在电热丝 两端的电压，R为电热丝的电阻，「为通电的时间式中各量的单位均为SI单位如果 该量热器中所盛放的待测液体的质量为m,比热容为c,通点前后量热器得初温和末温分 别为T]和T2,在测量过程中没有热量散逸的情况下，应有U2 r /R= (mc+W) (T2-T1) B|J c=fU2 r /R ( T2-Tj ) -W]/m式中的W的可以用拟合测量法来求出。

在同一量热系统的容器内，盛不同质量的待测 液体，做几次试验，分别测出各次实验中的液体质量mi及相应的总热容G= U2r/R(T2-T1)o 则G=W+miC严格的说，W不是定值，只是相对于待测液体热容来说，它所占的比例小，其值的变 动可忽略故可用直线拟合的方法求出待测液体的比热容c及Wo方法一：以上各式成立的条件是在量热实验过程中没有热量逸散实验中从「升温到 T2的过程中不可避免的存在散热问题为了减少散热，实验时是量热筒内外温差以及量热 筒的初末温差不要过大(也不要过小，以致降低测量准确程度)，在这种情况下，系统散 热服从牛顿冷却定律，可运用牛顿冷却定律进行散热修正牛顿冷却定律：dT/d r =-k(T- e )式中T为系统温度，为环境温度，k为散热常数，它取决于系统的表面状况及其与 环境间的关系在保持环境温度不变，且|T.0|不大(比如小于5C)的情况下，对某一定 质量的系统来说k为一常数方法二：近现代传热学理论阐明，一般空气中自然对流条件下，冷却过程微分方程的 普遍式为：dT/d r =-k(T- 0 )| T- e | Hk/| T-记内外温差(T.())=u由上式做进一步近似可得：r =b*f (u) +a式中b=CWP在kCsi为定值时，f(u)=u+4ksi u 9/79P+ (u/1uI) (2/7) ( kCsi/P)2|u|72+(4/19) ( kCsi/P)31u|19/4通过镣铭考铜热电偶测出水箱电压U( 0 )与待测液体电压U之差dU0U=U ( 0 ) +dU=-O. 00042+0. 058699T+4. 490*1 (fY从中求出T。

实验步骤熟悉实验装置中加热器、搅拌机、热电涡、容器等的相对位置和工作条件, 最后测量加热丝的电阻方法1） 将20.0的电阻箱和加热丝串联，所加电源电压约取3V,用数字万用表的2V档 分别测量20 Q的电阻箱和加热丝上的电压Ur2） 使用物理天平间接测量液体质量％,先测量烧杯质量印,再将液体装于烧杯内测 量思质量IHtotal o3） 预备通电:在量热其外壳里注入足量的水，以保证环境温度近似不变，用温度计 测出外壳水的温度Too4） 盖上量热器外盖、内盖装好电机，插好温度计、漏斗测完后将液体通过漏斗 倒入量热筒中5） 通电加热：将电热丝接直流稳压电源，电压U至20V,用数字电压表测量搅拌 器小电机接5V直流电源，以尽量减小其电功率每隔三十秒记下内筒温度计温 度T和时间6） 待温度上升4C-5C后，断电冷却每隔三十秒记下内筒温度计温度T和时间r 方法二：1） 将20. 0Q的电阻箱和加热丝串联，所加电源电压约取3V,用数字万用表的2V档 分别测量20的电阻箱和加热丝上的电压UrUKo2） 使用物理天平间接测量液体质量吐，先测量烧杯质量仙”再将液体装于烧杯内测 -甲.总、质-甲.filtot al 3） 预备通电:在量热其外壳里注入足量的水，以保证环境温度近似不变，用温度计 测出外壳水的温度。

4） 盖上量热器外盖、内盖装好电机，插好温度计、镣铭考铜热电偶、漏斗测完 后将液体通过漏斗倒入量热筒中5） 通电加热：将电热丝接直流稳压电源，电压U至20V,用数字电压表测量搅拌 器小电机接5V直流电源，以尽量减小其电功率每隔三十秒记下内筒裸铭考铜 热电偶电压也和r o6） 用温度计测出外壳水的温度0 27） 在T-e>15C时，调节加热电压扇小的合适值，使温差T-在几分钟内基本保持 不变，（让电势改变不大于0. 0001mV）o- 实验注意事项1） 本实验需将待测液体分多次（4-5）进行实验第一次液量不能太少（0. 25kg）, 要保证电热丝、搅拌器叶片、温度计水银泡浸没在液体中液体总量也不能太多, 以免搅拌时荡出实验前，应将量热筒的内外壁擦干净筒内各器件上也不留残 液2） 量热器及液体的初温最好低于环境温度对以后各次实验的液体尽可能预冷，将 量热筒放在冰柜里降低初温.每次量热实验，升温5C左右3） 既要注意听到搅拌电机的声音，又要监视电机电压不超过6伏4） 用方法一时，冷却时，不再开搅拌器方法二可不测冷却曲线5） 方法二热电偶端，既不能碰到加热丝和搅拌用的扇叶，又必须没入液体中，必须 认真查看。

热电偶输出端和数字毫伏表相连，端钮和其他导电部分避免互相触碰实验数据记录表格方法一moIWtotal第一次第二次第三次第四次第五次Ro=2O.O QUroUpR 二 Ro*Ur/Uro第一次第二次第二次第四次第五次U=To=u 二To=u=To=u=To=u=To=rU.rUirU>rU.rUi方法二nitotalnii=nitotai-nio第一次第二次第三次第四次第五次Ro=2O.OLR=Ro*Ur/Uro第一次第二次第•三次第四次第五次U 二T二U 二T二U 二T二U 二T二U 二T广rTrTrTrTrTu2Tu=T-9kCsi=U2/R(T-e)510!02e=(0i+e2)/2。