金属比热容测定

热学实验论文

。混合法测定金属的比热容

物质比热容的测量属于量热学范围，由于量热实验的误差一般较大，所以要做好量热实验必须仔细分析产生各种误差的原因，并采取相应措施设法减小误差。

测定固体或液体的比热容，在温度变化不太大时常用混合量热法、冷却法、电流量热器法。本实验用混合法测定金属的比热容。

一、实验目的

1． 学习热学实验的基本知识，掌握用混合法测定金属的比热容的方法；

2． 学习一种修正系统散热的方法。

二、仪器及用具

量热器，水银温度计，物理天平，待测金属粒，停表，量筒，烧杯及电加热器等。

三、实验原理

1． 用热平衡原理侧比热容

在一个与环境没有热交换的孤立系统中，质量为m 的物体，当它的温度由最初平衡态0θ变化到新的平衡态i θ时，所吸收（或放出）的热量Q 为

)(0θθ-=i mc Q （1） 式中mc 称为该物体的热容，c 称为物体的比热容，单位为Ｊ／（ｋｇ·K ）。 用混合法测定固体比热容的原理是热平衡原理。把不同温度的物体混合在一起时，高温物体向低温物体传递热量，如果与外界没有任何热交换，则他们最终达到均匀、稳定的平衡温度，这时称系统达到了热平衡。高温物体放出的热量1Q 与低温物体吸收的热量2Q 相等，即

1Q =2Q （2）

本实验的高温部分由量热器内筒、搅拌器、水银温度计和热水等组成，而处于室温的金属粒为系统的低温部分。设量热器内筒和搅拌器（二者为同种材料制成）的质量为1m ，比热容为1c ；热水质量为2m ，比热容为2c ；水银温度计的质量为3m ，比热容为3c ，它们的共同

温度为1θ。待测金属粒的质量为M ，比热容为c ，温度与室温0θ相同。将适量金属粒倒入量热器内筒中，经过搅拌后，系统达到热平衡时的温度为2θ。假设系统与外界没有任何热交换，则根据式（2）可知，实验系统的热平衡方程为

)())((022*******θθθθ-=-++Mc c m c m c m （3）

式中33c m 为温度计的热容，其值用1.92V(J/K)表示，这里的V 表示温度计浸入水中部分的

体积，单位用3cm 。于是，式（3）可写成

)())(92.1(02212211θθθθ-=-++Mc V c m c m

则金属粒的比热容c 为

)()

)(92.1(02212211θθθθ--++=M V c m c m c （4）

式中M 、1m 、2m 均可由天平称衡；V 可用量筒采用排水法测出；1c 、2c 查书后附录二或由实验室给出，0θ为室温。若能知道1θ和2θ的值，便可计算出金属粒的比热容c 。下面通过修正系统散热误差的方法求出1θ和2θ的值。

2. 系统散热误差的修正（面积补偿法）

在热学实验中，系统不可能完全绝热，必然存在着散热现象，因此，必须对系统的散热进行修正。修正散热的方法之一就是对温度进行修正，其方法是通过作图用外推法求出实验系统的高温部分（量热器内筒、热水、搅拌器、水银温度计等）混合前的温度1θ以及混合后系统达到热平衡时的温度2θ。图2-25所示的是实验系统的温度随时间变化的曲线。图

中AB 段是未投入金属粒前系统的散热温度变化曲线；

B 点对应的时刻为金属粒投入热水中的时刻。B

C 段是金属粒投入量热器热水中以后，系统进行热交换过程的散热曲线；C

D 段是系统内热交换达到热平衡后的散热温度变化曲线。在BC 段实际上同时进行着两个过程，一是由于系统向空气散热而导致热水温度下降，二是由于金属粒投入后的吸热效应而使热水温度下降。现在就来考虑在有热量损失的情况下，应用面积补偿法，求出由于投入金属粒而使水温降低的实际数值。其具体做法是：在曲线上过对应于室温0θ的点G 作垂直横轴的直线，然后延长AB 到

E ，延长DC 到

F ，使BE

G 面积等于GFC 面积，这样在BEGFC 和BGC 这两条图线各自相应的过程中所损失的热量是相等的，因而可将原来的BGC 过程等

效为BE 、EF 和FC 三段过程，其中BE 和FC 表示在整个过程中由于向周围散热而导致温度下降的情况，而EF 表示系统由于投入金属粒而引起的温度下降。E 、F 点所对应的温度1θ'和2θ'是投入金属粒后热平衡进行得无限快时系统的初温和末温。它意味着热平衡不需要时间，因此，系统与外界也来不及热交换。故可用1θ'、2θ'代入式（4）中代替1θ和2θ进行计算。

4．实验步骤

1）.用天平称出待测金属块的质量m ，在室温温度计上读出室温温度θ；

2）.将量热器的内筒及搅拌器擦拭干净，用天平称出他们的质量m 1，在内筒中倒入高出室温（θ）20℃左右的温水（水要能淹没金属块），盖好绝热盖，插好温度计和搅拌器，不断搅动搅拌器（不宜过快），用秒表开始记时，每隔一分钟就纪录一次温度计的读数，在混合前共测读5次，记录数据；

3）.在第5分钟后迅速将系有细线的待测金属块放入内筒的水中，迅速盖好盖子并继续搅拌，且每隔二十秒纪录一次温度计读数，两次后每隔一分钟纪录一次温度计读数，共八次；

4）.用游标卡尺测出温度计没入水中的长度和直径，并算出体积；

5）.把内筒（内筒, 金属块, 搅拌器和水）取出，称其总质量M ，并求出水的质量m 0，即m 0=M －(m+ m 1),

6）.根据纪录的数据描绘T －t 曲线，并用外推法确定始温T 1和终温T ；

7）.由))(()(1002t q c m t mc -+=-θθ求出结果并分析。

5．实验数据、处理及讨论

1）.实验已知和所测数据：C *kg /J 3850=铜C 4187C =水 C *kg /J 0 室温θ=28.5℃

表一：T －t 数据表

t/min 1 2 3 4 5 5.5 5.7 6 t/℃ 29.80 29.75 29.75 29.70 29.70 28.80 27.65 27.65

7 8 9 10 11 12 13

27.60 27.65 27.65 27.70 27.70 27.75 27.75

表二：实验中各物的质量数据表

表三：温度计的测量

2).温度修正：

因为混合过程中，系统实际上总要与外界交换热量，这就破

坏了式(1)的成立条件。为消除其影响，需采用散热修正。本

实验中热量散失的途径主要有3个方面。第一，若用预先加热

金属块投入量热器的混合方法，则投入前有热量散失，且这部

分热量不易修正，只能尽量缩短投放时间来解决。第二，将室

温的金属块投入盛有温水的量热器中，混合过程中量热器向外

散失热量，由此造成混合前水的初温与混合后水的终温不易测准。为此，绘制水的温度-时间曲线，根据牛顿冷却定律来修正温度。方法如下:若在实验中做出水的温度-时间曲线，如图二中的ABGCD 所示，AB 段表示混合前量热器及水的冷却过程；BC 段表示混合过程；CD 段表示混合后的冷却过程。通过G 点做与时间轴垂直的一条直线，分别与AB 、CD 的延长线交于E 和F 点,使面积BEG 与面积CFG 相等，这样，E 和F 点对应的温度就是热交换进行得无限快的温度，即没有热量散失时混合前后的初温和终温。第三，量热器表面若存在水滴附着，会使其蒸发而散失较多热量，这可在实验前用干布擦净量热器来避免。

3).数据处理：

1. 对系统温度进行修正

在直线AB 段旁取两点最接近AB 的点，由上图可得，此两点的坐标为

（1，29.80），（5，29.70），则由此两点所确定的AB 的方程为 025.0825.29T 5

170.2980.29180.29-=--=--得t T 同理CD 段的方程为

025.045.27

T +=

当t=5.40时

T 1 =T E =29.690C （混合过程的始温） T =T F =27.590C (混合过程的终温) 图二：温度-时间曲线

又由表二可知： 0.350m =物 g 6.166m =+搅筒 g 5.189

m =水 由表三可知：cm 00.2l = 0.600d c m =

则温度计没入水中的体积V=0.565（cm 3

） m δ=1.9V cal/0C=1.074J/0C

又因为

C *kg /J 3850=铜C 4187C =水 C *kg /J 0 室温θ=28.5℃

T 1 =29.69 0C T =27.59 0C

所以

)

())((2100θθ--+=t m t q c m c 代入数据，解之得 c=357.74（cal/g.0C ）

标准不确定度的计算：

由标准不确定度的计算公式计算可知：

???? ??11t c u =0.650C ()d c u =0.0013cm ???? ??l C u =0.0013cm

则金属块比热容的标准不确定度为：

()X C C u =0.065J/kg*k

所以

C=357.74±0.65 J/kg*k

由仪器卡得知 c=377 J/kg*k 所以测量的百分误差为：

标

标测c c c /c 00-=

=5.11％

6.分析讨论及注意事项： 1）.本实验的误差主要来自于温度测量,所以测量温度时应特别细心,读数要准确;

2).由于金属的比热容较小,所以尽量使水的质量减少,以增大温差,减少相对误差,但金属块必须全部浸没在水中;

3).实验时温度计和金属块的放置位置要适合,以防测不准系统温度和碰坏温度计;

4).搅拌时不要过快,以防有水溅出和损坏温度计,更重要的时搅拌过快会产生热量,导致温度计读数不准确;

5).放入金属块的过程应越短越好,最好是在5~10秒内完成,这即可以减少热量的损失,又可以准确地测出混合过程的系统温度;

6).把铝块取出投入到量热器中时，动作要快，尽量不带水进去。

7).实验前先认清温度计的刻度分布，读数准确、迅速。勿折断温度计。

8).温度计插入量热器水中尽可能深一些，但不碰被测物。

7.参考文献：

1).《普通物理实验》杨述武高等教育出版社（2005年11月）

2). 《大学物理实验》林纾龚镇雄（2008年版）

冷却法测金属比热容(P76) + 故障判断(P80)

在冷却法测金属比热容实验中，有公式?Q/?t =c1m 1?T1/?t，其中?Q/?t与?T1/?t 的含义是指： 答案1：热量损失；温度下降速率 答案2：热量损失；在温度T1时的温度下降速率 答案3：单位时间内的热量损失；温度下降速率 答案4：单位时间内的热量损失；在温度T1时的温度下降速率 正确答案为：4 如测量次数≥5次，总的不确定度为_____，如测量次数<5次，总的不确定度为_____，其中S x、Δx为_____不确定度。 答案1： 答案2： 答案3： 答案4： 正确答案为:4 在冷却法测金属比热容实验中，温度指示选择转换旋钮的“设定温度”档可用来设定 __________所需加热的温度，而当旋钮旋至“加热盘温度”档时，可用来_____________。答案1：加热盘；设定金属盘加热温度 答案2：加热盘；显示加热盘温度变化 答案3：金属盘；设定金属盘加热温度 答案4：金属盘；显示加热盘温度变化 正确答案为:2 在冷却法测金属比热容实验中，为了计算标准铜盘（或待测铝盘）在50℃的斜率，应采用下面哪一种方法： 答案1：在冷却曲线上任意选择两个点求斜率 答案2：在冷却曲线上在50℃附近选择两个点求斜率 答案3：在冷却曲线上在45℃—55℃之间选择两个点求斜率 答案4：在冷却曲线上在50℃处作曲线的切线，在切线上选择两个点求斜率 正确答案为:4

答案1：α1=α2；T10=T20 答案2：m1=m2；T10=T20 答案3：T10=T20；n1=n2 答案4：α1=α2；n1=n2 正确答案为:4 在冷却法测金属比热容实验中，有公式?Q/?t =c1m 1?T1/?t，其中?Q/?t与?T1/?t的含义是指： 答案1：热量损失；温度下降速率 答案2：热量损失；在温度T1时的温度下降速率 答案3：单位时间内的热量损失；温度下降速率 答案4：单位时间内的热量损失；在温度T1时的温度下降速率 正确答案为:4 在冷却法测金属比热容实验中，该实验仪器______用来测量室温，此时须把温度指示选择转换旋钮拔向__________________。 答案1：可以；“散热盘温度”档 答案2：可以；空档 答案3：不可以；空档 答案4：可以；“加热盘温度”档 正确答案为:1 在冷却法测金属比热容实验中，下列哪一项不属于本实验对金属样品的要求？ 答案1：金属样品的直径应较大 答案2：金属样品的厚度应较小 答案3：金属样品的导热性能应较好 答案4：金属样品的表面状况应大致相同

金属比热容测定

热学实验论文 。混合法测定金属的比热容 物质比热容的测量属于量热学范围，由于量热实验的误差一般较大，所以要做好量热实验必须仔细分析产生各种误差的原因，并采取相应措施设法减小误差。 测定固体或液体的比热容，在温度变化不太大时常用混合量热法、冷却法、电流量热器法。本实验用混合法测定金属的比热容。 一、实验目的 1． 学习热学实验的基本知识，掌握用混合法测定金属的比热容的方法； 2． 学习一种修正系统散热的方法。 二、仪器及用具 量热器，水银温度计，物理天平，待测金属粒，停表，量筒，烧杯及电加热器等。 三、实验原理 1． 用热平衡原理侧比热容 在一个与环境没有热交换的孤立系统中，质量为m 的物体，当它的温度由最初平衡态0θ变化到新的平衡态i θ时，所吸收（或放出）的热量Q 为 )(0θθ-=i mc Q （1） 式中mc 称为该物体的热容，c 称为物体的比热容，单位为Ｊ／（ｋｇ·K ）。 用混合法测定固体比热容的原理是热平衡原理。把不同温度的物体混合在一起时，高温物体向低温物体传递热量，如果与外界没有任何热交换，则他们最终达到均匀、稳定的平衡温度，这时称系统达到了热平衡。高温物体放出的热量1Q 与低温物体吸收的热量2Q 相等，即 1Q =2Q （2） 本实验的高温部分由量热器内筒、搅拌器、水银温度计和热水等组成，而处于室温的金属粒为系统的低温部分。设量热器内筒和搅拌器（二者为同种材料制成）的质量为1m ，比热容为1c ；热水质量为2m ，比热容为2c ；水银温度计的质量为3m ，比热容为3c ，它们的共同

温度为1θ。待测金属粒的质量为M ，比热容为c ，温度与室温0θ相同。将适量金属粒倒入量热器内筒中，经过搅拌后，系统达到热平衡时的温度为2θ。假设系统与外界没有任何热交换，则根据式（2）可知，实验系统的热平衡方程为 )())((022*******θθθθ-=-++Mc c m c m c m （3） 式中33c m 为温度计的热容，其值用1.92V(J/K)表示，这里的V 表示温度计浸入水中部分的 体积，单位用3cm 。于是，式（3）可写成 )())(92.1(02212211θθθθ-=-++Mc V c m c m 则金属粒的比热容c 为 )() )(92.1(02212211θθθθ--++=M V c m c m c （4） 式中M 、1m 、2m 均可由天平称衡；V 可用量筒采用排水法测出；1c 、2c 查书后附录二或由实验室给出，0θ为室温。若能知道1θ和2θ的值，便可计算出金属粒的比热容c 。下面通过修正系统散热误差的方法求出1θ和2θ的值。 2. 系统散热误差的修正（面积补偿法） 在热学实验中，系统不可能完全绝热，必然存在着散热现象，因此，必须对系统的散热进行修正。修正散热的方法之一就是对温度进行修正，其方法是通过作图用外推法求出实验系统的高温部分（量热器内筒、热水、搅拌器、水银温度计等）混合前的温度1θ以及混合后系统达到热平衡时的温度2θ。图2-25所示的是实验系统的温度随时间变化的曲线。图 中AB 段是未投入金属粒前系统的散热温度变化曲线； B 点对应的时刻为金属粒投入热水中的时刻。B C 段是金属粒投入量热器热水中以后，系统进行热交换过程的散热曲线；C D 段是系统内热交换达到热平衡后的散热温度变化曲线。在BC 段实际上同时进行着两个过程，一是由于系统向空气散热而导致热水温度下降，二是由于金属粒投入后的吸热效应而使热水温度下降。现在就来考虑在有热量损失的情况下，应用面积补偿法，求出由于投入金属粒而使水温降低的实际数值。其具体做法是：在曲线上过对应于室温0θ的点G 作垂直横轴的直线，然后延长AB 到 E ，延长DC 到 F ，使BE G 面积等于GFC 面积，这样在BEGFC 和BGC 这两条图线各自相应的过程中所损失的热量是相等的，因而可将原来的BGC 过程等

金属比热容测量实验中误差的来源探讨和修正

金属比热容测量实验中误差的来源探讨和修正 Prepared on 24 November 2020

天津师范大学本科毕业论文（设计） 题目：金属比热容测量实验中误差的来源探讨和修正 学院：物理与电子信息学院 学生姓名：于永洋 学号：07506015 专业：物理学 年级：2007级 完成日期：2011年5月 指导教师：曹猛

测量金属比热容实验中误差的来源探讨和修正 于永洋 （天津师范大学物理与电子信息学院） 摘要：金属比热容的测量是大学物理中的一个经典实验，但由于在实验过程中受外界环境影响因素较大，造成测量结果往往有一定偏差。本研究分析了混合法测量金属比热容实验中可能产生实验误差的各种因素，对误差对结果的影响进行分析，并提出改进的实验方法用以减小误差的影响。 关键词：误差、比热容、混合法 Error to explore and fixed in metal specific heat capacity measurement YU YONGYANG (College of Physics and Electronic Information Science, Tianjin Normal University) Abstract：Specific Heat capacity measuring in metal is the classic college physics experiment.Certain deiation often measurement results because of the experimental process by external environment factors. This study analyzes various factors of the error by the cooling method and hybrid method.Analysing the influence of the error of the results and some improvements to the experimental method to lower the error influence. Keywords：error, specific heat capacity, hybrid method 目录 引言 (1) 一、研究背景 (1)

实验8冷却法测金属比热容

实验八 冷却法测量金属的比热容 用冷却法测定金属或液体的比热容是量热学中常用的方法之一。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得各种金属在不同温度时的比热容。热电偶数字显示测温技术是当前生产实际中常用的测试方法，它比一般的温度计测温方法有着测量围广，计值精度高，可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点。 本实验以铜样品为标准样品，而测定铁、铝样品在100℃或200℃时的比热容。通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间温差的关系，以及进行测量的实验条件。 【实验目的】 1．掌握用冷却法测定金属的比热容，测量铁、铝金属样品在100℃或200℃温度时的比热容。 2．了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 【实验仪器】 DH4603型冷却法金属比热容测量仪、待测量金属材料样品（铜、铁、铝）等 【实验原理】 单位质量的物质，其温度升高1K （或1℃）所需的热量称为该物质的比热容，其值随温度而变化。将质量为1M 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（/Q t ??）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： 111Q c M t t θ??=?? （8-1） 式中1c 为该金属样品在温度1θ时的比热容，1 t θ??为金属样品在1θ的温度下降速率，根据冷却定律有： 1110()m Q S t αθθ?=-? （8-2） 式中1α为热交换系数，1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式（8-1）和（8-2），可得 1 11 1110()m c M S t θαθθ?=-? （8-3）

实验冷却法测定金属比热容

实验 冷却法测定金属比热容 专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________ 一、预习要点 1. 了解冷却定律以及冷却法测量金属比热容的实验原理和计算方法； 2. 熟悉掌握金属比热容测量仪的使用方法及测量结构示意图； 3. 在课前写好预习报告，上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来，否则扣分。 二、实验内容 1. 用天平称出（铜、铁、铝）三种实验样品的质量，填入表1上方；三种实验样品可根据质量大小区分（Cu m >Fe m >Al m ）； 2. 打开电源，注意调零数字电压表，并连接各仪器导线； 3. 测量铁和铝在100℃时的比热容： (1) 将铜样品套在容器内的热电偶上，调节支架上的旋钮，下降实验架，使电烙铁套于样品上，开启加热开关；用铜—康铜热电偶测量实验样品的温度，当电压表读数超过5.00mV 时，断开加热开关，上升加热支架；让样品继续安放在与外界基本隔绝的防风容器内自然冷却（容器必须盖上盖子）； (2) 冷却过程中，观察比热容测量仪中的电压值，当电压表显示为4.37mV 时（此时样品温度为102 ℃），迅速按下时间指示下方的“起动/停止”按钮；一段时间后，当电压表显示为4.18mV 时（此时样品温度为98 ℃），再次迅速按下 “起动/停止”按钮；记录此时仪器上显示的时间，即为样品降温所需要的时间1t ?； (3) 重复以上步骤(1)、(2)，再次测量铜样品的降温时间2t ?、3t ?，填入表1； (4) 重复以上步骤(1)、(2)、(3)，测量铁和铝样品的降温时间1t ?、2t ?、3t ?，填入表1； 4. 测量金属的冷却规律： (1) 选取两种样品，重复第3点中第(1)步； (2) 冷却过程中，当电压表显示为4.37mV 时，迅速按下 “起动/停止”按钮；每隔5秒，记录电压表的读数V ，填入表2； 三、实验注意事项 1. 加热装置向下移动时，动作要慢，应注意要使被测样品垂直放置，以使加热装置能完全套入被测样品。 2. 样品冷却时，电压表的读数跳变会比较大（比如：4.39mV 直接跳到4.36mV ），要注意把握，记录数据时动作要敏捷，以免错过合适的测量点，以减少误差。 3. 降温测量时，间隔测量时间较短，应迅速、准确，以减小人为计时误差。 4. 加热后样品烫手，勿用手触摸以免烫伤手指，使用镊子夹取样品。

@金属比热容的测量

金属比热容的测量 【实验目的】 1.学会用铜-康铜热电偶测量物体的温度， 2.掌握用冷却法测定金属的比热容，并测量铁和铝不同温度下的比热容。 【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，叫做该物质的比热容，它是温度的函数,一般情况下,金属的比热容随温度升高而增加,在低温时增加较快,在高温时增加较慢。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。 将质量为M 1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(t Q ??)与温度下降的速率成正比，于是得到下述关 系式： t M C t Q ??=??111θ (1) (1)式中C 1为该金属样品在温度1θ时的比热容， t ??1θ为金属样品在1θ时的温度下降速率。根据冷却定律有： m s a t Q )(0111θθ-=?? (2) (2)式中a 1为热交换系数，s 1为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式(1)和(2)，可得： m s a t M C )(0111111θθθ-=?? (3) 同理，对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式： m s a t M C )(022222 2θθθ-=?? (4) 由上式(3)和(4)，可得： m m s a s a t M C t M C )()(01110222111222θθθθθθ--=???? 所以：

m m s a t M s a t M C C )()(011122022211 12θθθθθθ-??-??= 如果两样品的形状尺寸都相同，即s 1=s 2；两样品的表面状况也相同(如涂层、色泽等)，而周围介质(空气)的性质当然也不变，则有a 1=a 2。于是当周围介质温度不变(即室温0θ恒定而样品又处于相同温度1θ=θθ=2)时，上式可以简化为: 221112)()(t M t M C C ????=θθ (5) 如果已知标准金属样品的比热容C 1质量M 1；待测样品的质量M 2及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容C 2。 已知铜在100℃时比热容为C cu = 0.0940cal /(g .K )。 【实验仪器】 FD-JSBR 型冷却法金属比热容测量仪、铜铁铝实验样品、盛有冰水混合物的保温杯、镊子、秒表。 FD-JSBR 型冷却法金属比热容测量仪由加热仪和测试仪组成。加热仪的热源A 是75 瓦电烙铁改制而成，利用底盘支撑固定并通过调节手轮自由升降；实验样品B 是直径5mm ，长30mm 的小圆柱，其底部钻一深孔便于安放热电偶，放置在有较大容量的防风容器E 即样品室内的热电偶支架D 上；测温铜-康铜热电偶 C(其热电势约为0.042mV /0C )放置于被测样品 B 内的小孔中。当加热装置 A 向下移动到底后，可对被测样品B 进行加热；样品需要降温时则将加热装置A 移上。装置内设有自动控制限温装置，防止因长期不切断加热电源而引起温度不断升高。 热电偶的冷端置于冰水混合物G 中，带有测量扁叉的一端接到三位半数字电压表F 的“输入”端。热电势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器放大加上满量程为 20mV

冷却法测金属的比热容(实验报告)

冷却法测量金属的比热容 【实验目的】 （1） 测量固体的比热容。 （2）了解固体的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 【实验仪器】 本实验装置是金属比热容测量仪；实验样品是直径5mm 、长30mm 的小圆柱，其底部深孔中安放铜—康同热电偶。 【实验原理】 单位质量的物质，其温度升高1K （或1℃）所需的热量叫该物质的比热容，其值随温度而变化， 将质量为1M 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（Q t ??）应与温度下降速率成正比，由此到下述关系式： 111 Q C M t t θ???? = ????? ① 式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容，1 t θ??? ????为金属样品在温度1θ时的 温度下降速率，根据冷却定律有： 1110()m Q a S t θθ?=-? ② 式中，1a 为热交换系数，1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式①和②，可得：

1 11 1110()m C M a S t θθθ?=-? ③ 同理，对质量为2M ，比热容为2C 的另一种金属样品，有： 2 22 2220()m C M S t θαθθ?=-? ④ 由式③和式④，可得： m m s a s a t M C t M C )()(0111022211 12 22θθθθθθ--=???? m m s a t M s a t M C C ) ()(01112202221112θθθθθθ -??-??= 如果两样品的形状尺寸都相同，即12S S =；两样品的表面状况也相同(如涂层、色泽等)，而周围介质(空气)的性质当然也不变，则有12a a =。于是当周围介质温度不变(即室温0θ恒定，而样品又处于相同温度1θ=θθ=2)时，上式可以简化为: 2 21 11 2)()( t M t M C C ????=θθ 如果已知标准金属样品的比热容1C ，质量1M ，待测样品的质量2M 及两样品 在温度θ时冷却速率之比1??? ????t θ和2??? ????t θ，就可求得待测金属的比热容2 C 。 已知铜在100℃时的比热容为：1393().Cu C J kg C -=? 【实验内容】 1.测量铁和铝在100℃时的比热容。 步骤： （1）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0M 。再根据Cu M ＞Fe M ＞Al M 这一

冷却法测金属的比热容(实验报告)

冷却法测量金属的比热容 【实验目的】 （1） 测量固体的比热容。 （2）了解固体的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 【实验仪器】 本实验装置是金属比热容测量仪；实验样品是直径5mm 、长30mm 的小圆柱，其底部深孔中安放铜—康同热电偶。 【实验原理】 单位质量的物质，其温度升高1K （或1℃）所需的热量叫该物质的比热容，其值随温度而变化， 将质量为1M 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（Q t ??）应与温度下降速率成正比，由此到下述关系式： 111 Q C M t t θ???? = ????? ① ？ 式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容，1 t θ??? ????为金属样品在温度1θ时的 温度下降速率，根据冷却定律有： 1110()m Q a S t θθ?=-? ② 式中，1a 为热交换系数，1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式①和②，可得：

1 11 1110()m C M a S t θθθ?=-? ③ 同理，对质量为2M ，比热容为2C 的另一种金属样品，有： 2 22 2220()m C M S t θαθθ?=-? ④ 由式③和式④，可得： m m s a s a t M C t M C )()(0111022211 12 22θθθθθθ--=???? m m s a t M s a t M C C ) ()(01112202221112θθθθθθ -??-??= 如果两样品的形状尺寸都相同，即12S S =；两样品的表面状况也相同(如涂 层、色泽等)，而周围介质(空气)的性质当然也不变，则有12a a =。于是当周围介质温度不变(即室温0θ恒定，而样品又处于相同温度1θ=θθ=2)时，上式可以简化为: $ 2 21 11 2)()( t M t M C C ????=θθ 如果已知标准金属样品的比热容1C ，质量1M ，待测样品的质量2M 及两样品 在温度θ时冷却速率之比1??? ????t θ和2??? ????t θ，就可求得待测金属的比热容2 C 。 已知铜在100℃时的比热容为：1393().Cu C J kg C -=? 【实验内容】 1.测量铁和铝在100℃时的比热容。 步骤： （1）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0M 。再根据Cu M ＞Fe M ＞Al M 这一

RT-金属比热容的测定

精品实验项目调查表 实验项目名称：金属比热容的测定 填表人信息：姓名阮桢斐学号102196 专业汽车 填表时间：2011 年 3 月30 日 填表说明： 请各位同学对于表格中的项目，以下列五类态度进行评价，并可在备注栏目中说明原因。 对本实验项目的心得体会或建议：

感谢你完成本项调查表！ 计算机实时测量系列 --金属比热容的测定 实验报告 姓名：阮桢斐 学号：102196 实验日期：3-30

实验报告书写说明 1.实验报告可在本示例模板上根据个人对本实验的理解进行编辑整 理，添加或补充相关资料、数据和图片，并完成数据处理和分析讨论； 2.本文档统一用学号命名，例如100000.doc； 3.实验报告上交截止日期：完成实验后一周内； 4.并请完成文档首页精品实验调查表的填写； 5.提交方式：登陆同济大学物理实验中心网站 https://www.sodocs.net/doc/192976403.html,，点击我的课表中选做项目的项目名称，进入该项目的管理界面；点击实验报告作业选项卡，将已完成实验报告上传。

金属比热容的测定 实验目的――――――――――――――――――――――――――――――――――1.熟悉并了解计算机实时测量技术，掌握使用ScienceWorkshop设备进行实验测试分 析。 2.用混合法测定金属的比热容。 3.掌握散热修正公式与方法。 4.掌握利用DataStudio软件进行数据处理运算并进行散热修正。 仪器与器材――――――――――――――――――――――――――――――――――ScienceWorkShop750接口盒、温度传感器（CI-6525）、温度传感器（CI-6505B）、 量热器、电子天平、待测金属块（铜、铝、系有细线）、铁架台。 Temperature Sensor CI-6505 Temperature Sensor CI-6525 实验原理――――――――――――――――――――――――――――――――――比热容是描述物质性质的重要参量，其含义为单位质量的物质温度升高K1（或1℃）所必要的热量，单位为J / Kg·K或Cal / g·℃。测定金属比热容常用冷却比较法。 本实验则采用另一种测定方法——混合法。将质量为m，初温为T1（室温），比热容为C的金属块投入盛有质量m ，初温T2（T2> T1）的热水的量热器内筒中。内筒（含搅拌 1 器）质量m2，比热C2，初温T2。设混合后平衡温度为T3，若系统不存在与外界的热交换， 则热平衡后有

混合法测定金属的比热容

物理实验报告 姓名 NGUYEN MANH QUANG-阮孟光 学号 2140301239 班级 能动 47 混合法测定金属的比热容 物质比热容的测量属于量热学范围，由于量热实验的误差一般较大，所以要做好量热实验必须仔细分析产生各种误差的原因，并采取相应措施设法减小误差。 测定固体或液体的比热容，在温度变化不太大时常用混合量热法、冷却法、电流量热器法。本实验用混合法测定金属的比热容。 一、实验目的 1． 学习热学实验的基本知识，掌握用混合法测定金属的比热容的方法； 2． 学习一种修正系统散热的方法。 二、仪器及用具 量热器，水银温度计，物理天平，待测金属粒，停表，量筒，烧杯及电加热器等。 三、实验原理 1． 用热平衡原理侧比热容 在一个与环境没有热交换的孤立系统中，质量为m 的物体，当它的温度由最初平衡态0 θ变化到新的平衡态 i θ时，所吸收（或放出）的热量Q 为 )(0θθ-=i mc Q （1） 式中mc 称为该物体的热容，c 称为物体的比热容，单位为Ｊ／（ｋｇ·K ）。 用混合法测定固体比热容的原理是热平衡原理。把不同温度的物体混合在一起时，高温物体向低温物体传递热量，如果与外界没有任何热交换，则他们最终达到均匀、稳定的平衡温度，这时称系统达到了热平衡。高温物体放出的热量1Q 与低温物体吸收的热量2Q 相等，即 1Q =2Q （2） 本实验的高温部分由量热器内筒、搅拌器、水银温度计和热水等组成，而处于室温的金属粒为系统的低温部分。设量热器内筒和搅拌器（二者为同种材料制成）的质量为1m ，比热容为1c ；热水质量为2m ，比热容为2c ；水银温度计的质量为 3m ，比热容为3c ，它们的共同

实验十二冷却法测量金属比热容

实验十二 冷却法测量金属比热容 一 实 验 目 的 1 掌握用冷却法测定金属的比热容，测量金属在室温至200℃温度时的比热容。 2 了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 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、铝样品在100℃或200℃时的比热容。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（1M t Q ΔΔ/）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： t M C t Q ΔΔ=ΔΔ111θ （1） 式中为该金属样品在温度1C 1θ时的比热容，t ΔΔ1 θ为金属样品在1θ的温度下降速率，根据冷却定律有： m s a t Q )(0111θθ?=ΔΔ （2） 式中 为热交换系数为该样品外表面的面积，m 为常数，1a 1S 1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式（1）和（2），可得 m s a t M C )(01111 1 1θθθ?=ΔΔ （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： 2M 2C m s a t M C )(02222 2 2θθθ?=ΔΔ （4） 由（3）和（4）式，可得： m m s a s a t M C t M C )()(1011102221 12 2 2θθθθθθ??=ΔΔΔΔ （5） 所以 m s a t M s a t M C C m )(011122)(1 202221 1 θθθ θθθ?Δ=?ΔΔ （6） 如果两样品的形状尺寸都相同，即21s s =；两样品的表面状况也相同（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21a a =0θ恒定而样品又处于相同温度θθθ=?21）时，上式可以简化为：

金属比热容的测量

金属比热容的测量 一、 实验目的： 1.了解牛顿冷却定律； 2.掌握冷却法测金属比热容的方法。 二、实验原理： 根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学中常用方法之一。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、铝样品在100 C o 或200 C o 时的比热容。通过实验了解金属 的冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件。单位质量的物质，其温度升高1K(1 C o )所需的热量叫做该物质的比 热容，其值随温度而变化。将质量为M 1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(t Q ??)与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： t M C t Q ??=??11 1θ (1) (1)式中C 1为该金属样品在温度1 θ时的比热容， t ??1θ为金属样品 在1 θ时的温度下降速率。根据冷却定律有： m s a t Q ) (0111θθ-=?? (2) (2)式中a 1为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，m 为常数， 1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式(1)和(2)，可得：

m s a t M C ) (011111 1θθθ-=?? (3) 同理，对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式： m s a t M C ) (02222 2 2θθθ-=?? (4) 由上式(3)和(4)，可得： m m s a s a t M C t M C )()(011102 2211 12 2 2θθθθθθ--=???? 所以： m m s a t M s a t M C C ) ()(011122 022211 1 2 θθθθθθ-??-??= 如果两样品的形状尺寸都相同，即S 1=S 2；两样品的表面状况也相同(如涂层、色泽等)，而周围介质(空气)的性质当然也不变，则有a 1=a 2。于是当周围介质温度不变(即室温0 θ恒定而样品又处于相 同温度1 θ=θ θ =2 )时，上式可以简化为: 2 2111 2)( )( t M t M C C ????=θθ (5) 如果已知标准金属样品的比热容C 1质量M 1；待测样品的质量M 2 及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容C 2。 几种金属材料的比热容见表1： 表1

比热容1

比热容习题 1.质量相等的同种物质，温度升高越多，吸收的热量_________；同一种物质升高相同的温度时，_________越大的物体吸收的热量越多；质量相等的两种不同物质组成的物体，升高相同温度时，_______小的吸收热量少. 2.沿海地区的昼夜气温变化不大，而内陆沙漠地区的昼夜气温变化较大，形成这种现象的主要原因是_______________. 3.用两个相同的“热得快”分别给盛在两个相同杯子里的质量相等的水和煤油加热，问：（1）在相同的时间内，哪个温度升高的快些_______________；（2）升高相同的温度，哪个需要的时间长些_______；（3）从这个实验可得出什么结论_____________________. 4.把质量相同、材料不同的两个金属球甲和乙，加热到相同的温度，然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的水中，最后发现投入乙球的杯内水温较高，那么可以断定甲、乙两种金属的比热容c甲_________c乙.（填“＞”“=”或“＜”） 5.一个物体由于温度的变化吸收或放出的热量多少，决定于_______、_______和_______.已知铝的比热容是0.88×103J/(kg℃)，质量是100g的铝块，升高30℃需要吸收_____J的热量，降低30℃放出_______J的热量. 6.甲、乙两金属球的质量之比是5∶3，吸收相同的热量后，升高的温度之比为1∶5，则它们的比热容之比为_______. 7、某一热水器的主要技术参数： 容积/L ：160 集热管采光面积/M^2 ：2 吸热功率/KW ：2 电热管额定功率/KW ：2 冬天,该热水器装满了5℃的冷水,集热管平均吸热功率是1250W,热水器的平均效率是56%,白天阳光照射8h,达到温度35℃；夜晚需要45℃以上的水,则电热管至少正常工作（）s. 8、炎热的夏天,人站在海水中感到凉爽,而当赤脚走在沙地上时却感到烫脚,这主要是因为___________已知水与沙子的比热容之比是4：1,质量相等的水和沙子,吸收相同的热量,升高的温度之比_________. 9、现有以下资料：汤的质量1.4kg,初温97℃,比热容4.2×10^3J/(kg.℃);肉的初温22℃,比热容3.5×10^3J/(kg.℃).基于健康缘故,肉必须至少加热至82℃,在汤中最多可以放入________kg肉.（不计热损失）

金属比热容的测定实验报告

金属比热容的测定实验报告 篇一：实验11 金属比热容的测定3600 实验二金属比热容的测定- 99 - 实验十一金属比热容的测定 根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属比热容是热学中常用方法之一。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、铝样品在100oC 时的比热容。实验目的 1．通过本实验了解金属冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件，进一步巩固牛顿冷却定律； 2．用冷却法测定金属比热容。实验仪器 金属比热容测量仪、升降台、热源（电烙铁）、铜－康铜热电偶、金属样品

（铁、铝、铜）、防风筒（加盖）、电源线、真空保温杯、调零线、秒表、支架。 实验装置如图2-1所示，对测量试样温度采用常用的铜－康铜做成的热电偶，当冷端为冰点时，测量热电偶热电动势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器加上三位半数字电压表（放大电路的满量程为20mV）组成，由数字电压表显示的mV数即对应待测温度值。加热装置可自由升降和左右移动。被测样品安放在大容量的防风圆筒内即样品室，其作用保持高于室温的样品自然冷却，这样结果重复性好，可以减少测量误差，提高实验准确度。本实验可测量金属在各种温度时的比热容（室温到2000C）。其中： a. 热源,加热采用75瓦电烙铁改制而成， 利用底盘支撑固定并可上下移动（其电源由金图2-1 属比热容测量仪上的“热源”开关控制）； b. 实验样品，是直径5mm,长30mm

的小圆柱，其底部深孔中安放热电偶（其热电动势约/0C），而热电偶的冷端则安放在冰水混合物内； c. 铜-康铜热电偶； d. 热电偶支架； e. 防风容器； f. 三位半数字电压表[其输出电压（温度）由金属比热容测量仪中的数字电压表读出]，显示用三位半面板表； g. 冰水混合物。实验原理 单位质量的物质，其温度升高1K所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。将质量为M1的金属样品加热后，放到较低温度的介质中，样品将会逐渐冷却。其单位时间的热量损失?Q/?t与温度下降的速率成正比（由于金属样品的直径和长度都很小，而导热性能又很好，所以可认为样品各处的温度相同） ， - 100 -基础物理实验（二） 于是得到下述关系式： ?Q?C1M1??1

冷却法测量金属比热容

冷却法测量金属比热容 【实验目的】 1.学会用铜——康铜热电偶测量物体的温度，学会用冷却法测量金属的比热容 2.已知铜在100℃的比热容，用冷却法测量铁和铝在100℃的比热容。 【实验原理】 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，测定铁及铝样品在100℃时的比热容。 单位质量的物质，其温度升高或降低1K （1℃）所需的热量，叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。当物质温度降低Δθ时，物质放出的热量可以做如下表示： Q CM θ?=? 其中C 为物质的比热容，M 为物质的质量。 将质量为M 1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（1 Q t ??）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： 1111Q C M t t θ ??=?? （1） 式中c 1为该金属样品在温度时的比热容，1t θ ??为金属样品在的温度下降速率， 根据冷却定律有： ()11110m Q a s t θθ?=-? （2） 式中a 1为热交换系数，s 1为该样品外表面的面积，m 为常数，θ1为金属样品的温度，θ0为周围介质的温度。由式（1）和（2），可得 ()111 1110m C M a s t θθθ?=-? （3） 同理对质量为M 2，比热容为C 2的另一种金属样品，可有同样的表达式： ()222 2220m C M a s t θθθ?=-? （4） 由（3）和（4）式，可得：

()()1 11 11102222022 m m C M a s t a s C M t θθθθθθ?-?=-? （5） 所以 ()()11222021221110m m M a s t C C M a s t θθθθθθ?-?=?-? （6） 如果两样品的形状尺寸都相同，即12s s =；两样品的表面状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有12a a =。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12θθθ==）时，上式可以简化为： 1121 22 ( )()M t C C M t θθ??=?? （7） 如果已知标准金属样品的比热容C 1质量M 1；待测样品的质量M 2及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容C 2。 【实验仪器】（实验报告中可以省略图） 仪器主要由以下部分组成： 1.热源，采用75W 电烙铁改制而成，利用底盘支撑固定并可以上下移动； 2.实验样品，直径5mm ，长30cm 的小圆柱体，其底部钻一个深孔便于安放热电偶，而热电偶的冷端放于冰水混合物内； 3.铜－康铜热电偶； 4.热电偶支架； 5.防风容器； 6.三位半数字电压表。 【实验内容】

实验四 冷却法测金属的比热容

实验四 冷却法测定金属的比热容 【实验目的】 1.掌握用冷却法测定金属的比热容，测量金属在室温至200℃温度时的比热容。 2.了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 【实验仪器】 FD-JSBR 型金属比热容测量仪，秒表。 【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、铝样品在100℃或200℃时的比热容。 实验装置由加热仪和测试仪组成如图4-1所示。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，防止因长期不切断加热电源而引起温度不断升高。 将质量为1M 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（t Q ??/）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： t M C t Q ??=??111θ （4-1） 式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容，t ??1 θ为金属样品在1θ的温度下降速率， 根据冷却定律有： 图4-1金属的比热容测量仪装置

()1110Q a s m t θθ?=-? （4-2） 式中1a 为热交换系数1S 为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式（4-1）和（4-2），可得 ()1 11 1110C M a s m t θθθ?=-? （4-3） 同理对质量为2M ，比热容为2C 的另一种金属样品，可有同样的表达式： ()2 22 2220C M a s m t θθθ?=-? （4-4） 由（4-3）和（4-4）式，可得： ()()2 22 22201 111011C M a s m t a s m C M t θθθθθθ?-?=?-? （4-5） 所以 ()()1 1 22202 1221110M a s m t C C M a s m t θθθθθθ?-?=?-? （4-6） 如果两样品的形状尺寸都相同，即21s s =；两样品的表面状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有21a a =。于是当周围介质温度不变（即室温0θ恒定而样品又处于相同温度θθθ=-21）时，上式可以简化为： 1 22 112? ?? ????? ?? ????=t M t M C C θθ （4-7） 如果已知标准金属样品的比热容1C 质量1M ；待测样品的质量2M 及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容2C 。 几种金属材料的比热容见表4-1，实验装置如图4-1所示。 表4-1 )

实验8冷却法测金属比热容

实验八冷却法测量金属的比热容 用冷却法测立金属或液体的比热容是量热学中常用的方法之一。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得各种金属在不同温度时的比热容。热电偶数字显示测温技术是当前生产实际中常用的测试方法，它比一般的温度计测温方法有着测量囤广，计值精度高，可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点。 本实验以铜样品为标准样品，而测左铁、铝样品在100°C或200°C时的比热容。通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间温差的关系，以及进行测量的实验条件。 【实验目的】 1.掌握用冷却法测龙金属的比热容，测量铁、铝金属样品在100-C或200°C温度时的比热容。 2.了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系，以及进行测量的实验条件。 【实验仪器】 DH4603型冷却法金属比热容测量仪、待测疑金属材料样品（铜、铁、铝）等 【实验原理】 单位质量的物质，其温度升髙1K （或1°C）所需的热量称为该物质的比热容，英值随温度而变化。将质量为勺金属样品加热后，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（40/4 ）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： —心（8-1）式中q为该金属样品在温度q时的比热容，普为金属样品在q的温度下降速率，根据冷却定律有： 聖= a$（q_q）m （8-2） Az 式中e为热交换系数，S］为该样品外表而的面积，in为常数，q为金属样品的温度，％为周围介质的温度。由式（8-1）和（8-2）,可得 c.M. = a.S x?-％）"' （8-3）

△/ 同理，对质量为比热容为q 的列一种金属样品.可有同样的表达式： A n c 2M 2—L = a 2S 2（O }-0{）r （8-4） 由式（8-3）和（8-4）,可得： c M CM 込一％sg-qy 1 1 Ar 所以 M c _「人△/ awey 2 1M 込 a"q-qy 2 Az 假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），即S I=S 2,两样品的表而 状况也相同（如涂层.色泽等），而周困介质（空气）的性质当然也不变，则有a,=?2o 于是当周围介质温度不变（即室温％恒立），两样品又处于相同温度时, 上式可以简化为: 巴（普）】 c = c -因为热电偶的热电动势与温度的关系在同一小温差用可以看成线性关系，即 （竺 h _^_ =尊_,所以式（8-5）可以简化为： M. (A/ X 如果已知标准金属样品的比热容5、质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 比热容见下表： (8-5) (8-6)