0216李冉 用电热法测定水的比热容.doc

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1、实验论文用电热法测液体的比热容姓名：李冉学号：200902050216学院：理学院班级：09物理用电热法测液体的比热容实验论文班级：09物理班学号：200902050216姓名：李冉摘要：主要介绍了电热量热器测定水的比热容的一种新方法.当达到稳定状态时,电阻丝中电流产生的热量等于流过的水吸收的热量与散逸到环境中的热量之和,利用实验消去了散逸到环境中的热量这一未知因素，即对实验进行散热修正。关键词：电热量热器温度电流电压热量质量散热修正比热容升温降温标准不确定度引言比热是通过比较单位质量的某种物质温升1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不

2、同性质。水的比热最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。水的比热容是4.2*103焦/千克·摄氏度,蒸气的比热容是2.1*103焦/千克·摄氏度。通过实验我们可以更了解水的这一些性质，因此设计了如下用电热法测的比热容的实验方案，对水的比热容的大小展开了一系列研究。1.  试验目的：a．研究电热量热方法；b．用电热法测水的比热；c．学会进行散热修正，d

3、.学会一种减小测量误差的方法。2.  实验器材：量热器温度计稳压电源电流表电压表电子天平机械秒表小烧杯量筒3.实验原理：设在量热器中，装有质量为m、比热容c为的液体，液体中安置着阻值为R的电阻。如果按照实验电路图6-1连接好电路，然后闭合开关，则有电流通过电阻，根据焦耳—楞次定律，电阻产生的热量为本实验中，由电流产生热量。如果电热丝两端的电势差为V，通过的电流为I，则电流在时间t内产生的热量为VIt。　　假定损失的热量可以忽略，即全部热量用于提高量热器及水的温度，（初温T0到终温T）。这样，如果m′和c′分别为量热器的质量和比热容，m

4、为水的质量，C为水的比热容，有（mc＋m′c′）（T－t0）＝VIt根据实验所给的器材及要研究的内容，由热平衡方程可以得出：（1）由这个式子可以求出水的比热。2).散热修正由于通电过程中，系统温度与环境温度不相一致，所以，实验系统与外界的热量交换是不可避免  的。设系统实际达到的末温与无热量交换时所应抵达的末温偏离，则有：                                                                       根据牛顿冷却定律，在系统与环境温差不大，且处于自然冷却的情况下，系统的降温

5、制冷速率：                                                                    式中，K是一个与系统表面积成正比、并随表面辐射本领及系统热容而变的常数，称为降温常数。  其物理意义为：单位温差下，单位时间内因与外界的热量交换而导致的温度变化量。单位：。T和及分别表示系统的表面温度及环境温度。      以相等的时间间隔连续记录通电加热过程中系统温度随时间  的变化。为求降温常数，切断加热电源后，仍连续记录系统温  度随时间的变化。当可假定室温不变时，  热而导致的总温降

6、。整理后可得        （2）  即可得到修正温度。4. 实验步骤：1）.按照图6-1连接电路。2）.用物理天平称出量热器内筒(玻璃杯)、搅拌器的质量。3）.给玻璃杯内加入约为玻璃杯容积2/3的待测液体，再用物理天平称出质量，从而计算出待测液体的质量。4）.将玻璃杯放入量热器中，注意不要将液体溅出，插好温度计，盖好盖子。5）.打开电源开关，调节电源电压在15V左右，观察电流表电流(约1A)，然后断开开关，轻轻搅动搅拌器，读取温度计的读数T1。6）.按下开关，开始加热的同时，按下秒表开始计时。7）.不断用搅拌器搅动，使整个量热器内各

7、处的温度均匀。待升高一定温度后，切断电源，同时记下温度，切断电源后并不能立刻停止计时，应继续计时，记下减温过程中各时刻的温度，以便于最后计算修正温度。8）.记录数据代入公式计算。5.实验数据5.1升温过程t/min01234567891011t/24.3024.5025.3025.6026.0026.40016.7027.0027.4027.7028.0028.30t/min121314151617181920212223t/28.7029.0029.3029.6029.9030.2030.5030.8031.1031.4031.60

8、32.00t/min24252627282930313233t/32.3032.5032.7033.0033.3033.6033.9034.2034.5034.555.2降温过程t/min3435363738394041