九年级物理上册 用混合法测固体的比热容教案 华东师大版

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1、实验混合法测定固体比热容一实验目的1、掌握基本的量热方法——混合法。2、测定金属的比热容。二实验仪器量热器，温度计，物理天平，停表，加热器，小量筒，待测物（金属块）。量热器如图1所示，C为量热器筒（铜制），T为曲管温度计，P为搅拌器，J为套铜，G为保温用玻璃棉。加热器如图2所示，待测物由细线吊在其中间的圆筒中，由蒸汽锅发出的蒸汽通过加热器的套筒中给待测物加热。加热厚后将其下侧的活门K打开，就可将物体投入置于其下面的量热器中。为了减少加热器排出的水蒸汽，可将排汽管插入冰和水的盆中，使蒸汽凝结成水。三实验原理温度不同的物体混合之后，热量将由高温物体

2、传给低温物体。如果在混合过程中和外界没有热交换，最后将达到均匀稳定的平衡温度，在这过程中，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，此称为热平衡原理。本实验即根据热平衡原理用混合法测定固体的比热。将质量为m、温度为t2的金属块投入量热器的水中。设量热器（包括搅拌器和温度计插入水中部分）的热容为q，其中水的质量为m0，比热容为c0，待测物投入水中之前的水温为t1。在待测物投入水中以后，其混合温度为θ，则在不计量热器与外界的热交换的情况下，将存在下列关系图2（1）即（2）量热器的q可以根据其质量和比热容算出。设量热器筒和搅拌器由相同的物质（铜）制

3、成，其质量为m1，比热容为c1，温度计插入水中部分的体积为V，则（3）图3为温度计插入水中部分的热容，但V的单位为cm3。也可以用混合法测量量热器的热容q。即先将量热器中加入水，它和量热器的温度为，其次将温度为的温水迅速倒入量热器中，搅拌后的混合温度为，则根据式（1），的即（4）但是用混合法测量热器热容q时，要注意使水的总质量和实际测比热容时水的质量m0大体相等，混合后的温度也应和实测时的混合温度尽量接近才好。上述讨论是在假定量热器与外界没有热交换时的结论。实际上只要由温度差异就必然会由热交换存在，因此，必须考虑如何防止或进行修正热散失的影响。

4、热散失的途径主要有三：第一是加热后的物体在投入量热器水中之前散失的热量，这部分热量不易修正，应尽量缩短投放时间。第二是在投下待测物后，在混合过程中量热器由外部吸热和高于室温后向外散失的热量。在本实验中由于测量的是导热良好的金属，从投下物体到达混合温度所需时间较短，可以采用热量出入相互抵消的方法，消除散热的影响。即控制量热器的初温，使低于环境温度，混合后的末温则高于，并使。第三要注意量热器外部不要有水附着(可用干布擦干净)，以免由于水的蒸发损失较多的热量。由于混合过程中量热与环境有热交换，先是吸热，后是放热，至使由温度计读出的初温和混合温度都与无

5、热交换时的初温度和混合温度不同。因此，必须对和进行校正。可用图解法进行，如图3所示。实验时，从投物前5，6分钟开始测水温，每30s测一次，记下投物的时刻与温度，记下达到室温的时刻作一竖直线MN，过作一水平线，二者交于O点。然后描出投物前的吸热线AB，与MN交于B点，混合后的放热线CD与MN交于C点。混合过程中的温升线EF，分别与AB、CD交于E和F。因水温达室温前，量热器一直在吸热，故混合过程的初温应是与B点对应的，此值高于投物时记下的温度。同理，水温高于室温后，量热器向环境散热，故混合后的最高温度是C点对应的温度，此值也高于温度计显示的最高温

6、度。在图3中，吸热用面积BOE表示，散热用面积COF表示，当两面积相等时，说明实验过程中，对环境的吸热与放热相消。否则，实验将受环境影响。实验中，力求两面积相等。此外，要注意温度计本身的系统误差。高温度计在冰点时读数为，温度计刻度值1℃对应的真实值为a，则温度计读数为时，其真实温度(5)每支温度计的和a值都标在仪器卡片上。四实验内容1、将蒸汽锅中加入半锅水，并和加热器连接好之后就开始加热。2、用物理天平称衡被测金属块的质量m，然后将其吊在加热器当中的筒中加热，筒中插入的温度计要靠近待测物。3、按式3或4支确定量热器的热容q。4、用烧杯盛低于室温

7、的冷水，称得其质量为，将冷水倒入量热器(约为其容积的)后再称得烧杯的质量为，则量热器中水的质量。开始测水温并记时间，每30s测一次，接连测下去。5、当加热器中温度计指示值稳定不变后，再过几分钟测出其温度，就可将被测物体投放入量热器中。投放时，将量热器置于加热器的下面，打开量热器上部的投入口和加热器下侧的活门，敏捷地将物体放(不是投)入量热器中。记下物体放入量热器的时间和温度。进行搅拌并观察温度计示值，每30s测一次，继续5分钟。6、按图3绘制图，求出混合前的初温和混合温度。7、将上述各测定值代入式(2)求出被测物的比热容及其标准偏差。比热容的单

8、位为。水的比热容为。量热器(包括搅拌器)是铜制的，其比热容为。