大学基础物理实验课件焦耳热功当量

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1、电量热法和焦耳热功当量实验及应用背景介绍实验目的和教学要求实验原理实验仪器介绍课堂思考选做实验电量热法和焦耳热功当量实验及应用背景介绍焦耳热功当量实验是证明能量守恒和转换定律的基础性实验。焦耳从1840年起，花费了几十年的时间做了大量实验，论证了传热和作功一样，是能量传递的一种形式。热功当量是一个普适常数，与作功方式无关。从而为能量守恒和转换定律的确立奠定了坚实的实验基础。实验目的和教学要求研究电热法中的作功与传热关系。了解热学实验的安排和仪器的使用。学习用线性回归方法进行散热修正。实验原理（热功当量实验装置）电阻通电t秒电场力作功W=VIt。若功全部转化为热量，使盛水的量热器系统

2、由初温θ0升到θ，系统吸收热量为Q，根据焦耳定律Q=JW，则热功当量：若系统孤立，温度变化率为：若系统与环境之间有热交换，根据牛顿冷却定律，温度变化率为：由以上两式得到系统温度实际变化率：用一元线性回归法可以计算热功当量。散热修正：实验仪器介绍量热器电子天平温度计(－50.0～150.0℃)数字三用表水桶，停表，干拭布等。1．称量各种质量。2．测量时间-温度关系。升温30分钟，每分钟读取1个温度值。3．测量加热器的电功率。在读数始末，用三用表测出加热器两端的电压。实验内容4.注意事项：5．数据处理：用一元线性回归法计算热功当量，并与理论值对比，计算它们的相对误差。升温时不断搅拌以保

3、证温度均匀。监视电源电压，防止因搅拌引起电源接触不良。三用表有自动关机功能。工作约15分钟，进行关机-开机操作。三用表的插孔位置和量程选择。课堂思考1．由于热量和功采用统一的单位焦耳，水和铜的比热容等于多大？2．归纳一下本实验的操作步骤（注意操作的顺序和连续性及有些参数的复测）。选做实验利用本实验装置及现场提供的其它器件和提示，自组数字温度计，实验方案自拟。