比热容的测量

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1、比热容的测量一、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。二、实验原理1．周围绝热、内有功率P=U2/R的电热热源的升温规律。记总热容为Csi=（mic+W），mi为煤油质量，c为煤油比热容，W为水当量。则2．冷却过程的物理规律。一般空气中自然对流条件下，冷却过程微分方程为：其中，T为系统温度，θ为环境温度，κ取1/4。3．周围散热、内有功率P=U2/R的电热热源时的升温规律。由上两式易得：记内外温差（T-θ）=u，则上式变为：一般总使加热功率显著大于散热热流，即这时应用泰勒展开积分并略去四次以上项得：如果已知kCsi的

2、值，实验测出一系列时间τ和温差u=T-θ，就可以拟合出直线方程的斜率，进而可得。4．镍铬考铜热电偶的温差电势公式。记镍铬考铜热电偶测量端的温差电势为U（单位mV）和温度T（单位为℃），则：其中，为测量起始、结束时刻平均温度，dU为数字mV表的读数。于是我们得到：一、实验步骤1．测4-5组不同质量煤油{mi}和相应的加热功率{Pi=UI2/R}，分别测量出温差u=T-θ和时间τ对应数据（直接测量量为温差电势U和参考端水箱内的温度）。每隔30秒读一次温差电势值。2．测量加热丝的电阻。3．控温法测kCsi的值。在T-θ>15℃，即U>0.9mV时，调节加热电压取较小的合适值，使

3、温差T-θ在几分钟内基本保持不变，这时有：于是，二、实验结果1．测加热丝电阻。2．测kCsi。水温θ=21.7℃水温电势U（θ）=1.2945mV数字mV表读数dU=0.916mV加热电压E=12.656V于是，得到：从而有：3．测不同质量煤油的热容。序号12345煤油质量mi/g222.32298.29370.12450.24518.11加热电压E/V9.89311.08213.12416.32819.255温差电势dU/mV1-0.0370.1310.2100.3020.4582-0.0270.1460.2180.3170.4783-0.0170.1540.2300.

4、3310.4974-0.0020.1670.2440.3540.51850.0120.1780.2560.3690.53560.0290.1890.2680.3870.56170.0410.1970.2800.4020.57580.0530.2100.2910.4210.59190.0670.2240.3050.4370.611100.0790.2310.3160.4480.631110.0930.2400.3300.4640.643120.1060.2500.3380.4820.669130.1190.2600.3520.4910.689140.1280.2700.36

5、10.5120.700150.1380.2810.3720.5230.718160.1500.3840.5340.739处理结果加热功率P/W4.3345.4517.64511.83416.965斜率b135.52137.35119.5189.8974.73Csi=P×b576.68748.71913.711063.801267.85r0.9994590.9995260.9996340.9993950.999507相对标准差Sb/b0.85%0.82%0.70%0.90%0.81%4．计算煤油的比热容对上表中的mi和Csi进行直线拟合，可得：c=2.282kg/℃r=0.

6、997790Sc/c=3.845%