冷却法测量金属比热容论文

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1、专业：数学与应用数学学号：201110700041姓名：冯仕福冷却法测量金属比热容【摘要】金属比热容的测定是一个非常重要的实验，首先要了解实验的目的、原理和内容，得出数据和结论。虽然实验很简单，但这个内容在实际中应用非常广泛，在航空、航海、建筑等方面更是重中之重！所以我们要认真对待，掌握这门知识。以下是我对本实验的认识、总结和体会心得。【关键词】目的原理内容数据总结体会心得一实验目的1、学会用铜——康铜热电偶测量物体的温度。2、学会用冷却法测量金属的比热容。二实验原理单位质量的物质，其温度升高或降低1K（1℃）所需的热量，叫做该物质的

2、比热容，其值随温度而变化。根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学常用方法之一。若已知标准样品在不同温度的比热容，通过作冷却曲线可测量各种金属在不同温度时的比热容。本实验以铜为标准样品，测定铁样品在100℃时的比热容。冷却法测定金属的比热容测量仪装置(实验装置由加热仪和测试仪组成。加热仪的加热装置可通过调节手轮自由升降。被测样品安放在有较大容量的防风圆筒即样品室内的底座上，测温热电偶放置于被测样品内的小孔中。当加热装置向下移动到底后，对被测样品进行加热；样品需要降温时则将加热装置移上。仪器内设有自动控制限温装置，防止因长期不

3、切断加热电源而引起温度不断升高。)将质量为的金属样品加热后，放到较低温度的介质（例如室温的空气）中，样品将会逐渐冷却。其单位时间的热量损失（）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：（1）式中为该金属样品在温度时的比热容，为金属样品在的温度下降速率，根据冷却定律有：（2）式中为热交换系数为该样品外表面的面积，m为常数，为金属样品的温度，为周围介质的温度。由式（1）和（2），可得（3）同理对质量为，比热容为的另一种金属样品，可有同样的表达式：（4）由（3）和（4）式，可得：（5）所以（6）如果两样品的形状尺寸都相同，即；两样品的表面

4、状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有。于是当周围介质温度不变（即室温恒定而样品又处于相同温度）时，上式可以简化为：（7）如果已知标准金属样品的比热容质量；待测样品的质量及两样品在温度时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容。几种金属材料的比热容见表1，实验装置（如上图）。表1比热容温度100℃0．1100．0940三实验内容1.开机前先连接好加热仪和热电偶测温仪，共有加热器芯线和热电偶线两组线。使热电偶端的铜导线数字表的正端相连；冷端铜导线与数字表的负端相连。将热电偶温度计的冷端插入冰水混合物

5、中（热端则固定在仪器的防风筒内），样品放置在热电偶的热端。2.选取长度、直径、表面光洁度尽可能相同的三种金属样品（铜、铁、铝）用物理天平或电子天平秤出它们的质量。再根据这一特点，把它们区别开来。3.当样品加热到150℃（此时热电势显示约为6.70mV）时，切断电源移去加热源，样品继续安放在与外界隔绝的金属圆筒内自然冷却（筒口须盖子）。当温度降到接近102℃（此时热电势显示约为4.37mV）时开始记录，测量样品102℃下降到98℃（此时热电势显示约为4.18mV）所需要时间。按铁、铜的次序，分别测量其温度下降速度，每一样品得重复测量5次

6、。因为各样品的温度下降范围相同（Δθ=102℃-98℃=4℃）所以公式（7）可以简化为：（8）四实验数据样品质量：热电偶冷端温度：0℃样品由102℃下降到98℃所需时间（单位为S）表2次数样品12345平均值Fe9.259.269.489.549.259.428Cu7.667.567.787.877.667.706以铜为标准：铁：误差分析:ΔC=0.0320ΔC=（0.1270）结论：在误差允许的范围内，铁的比热容为（0.1270）。四、总结大学物理实验是高等院校理工专业重要的基础课，其目的是培养学生掌握实验的基本理论、方法和技巧；培

7、养学生严谨的思维能力和创新精神，特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力；培养严肃认真的工作作风和科学态度；巩固和加深对课堂基础知识的理解。对于我们将来独立从事实际工作十分必要的。因此，我们应做到以下几点：1、养成课前预习的好习惯。实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。然后写预习报告，包括目的,原理,仪器,操作步骤,数据表格,数据处理，误差分析等。2、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心，培养自己的动手能力。现在，大学生的动手能力越来越被人们重

8、视，大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。3、做实验时一定要依据实验步骤进行，切勿急于求成。一些小细节也要特别注意，实验操作过程中我们需要严格遵守实验各项原则，将实验仪器放置在