实验5电热法测量油品的比热容

实验5 电热法测量油品的比热容

――设计性实验（一）

功和热长期被看作是互不相关的两个独立概念，直到伦福德提出“热本质上是一种运动”的观点后，才将两者联系起来。后来焦耳做了大量的工作，测量了功转化为热量的数值即热功当量，使人们对功和热的关系有了更深刻的理解。

物质的比热容是量热学中的一个重要概念，特别是在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用。由于散热因素多而且不易控制和测量，热学实验的精度往往较低，因此为了做好热学实验，必须学会分析产生各种误差的原因，找出改进的方法。

测量比热容有很多方法，如混合法、冷却法、电热法、比较法等。本实验根据焦耳定律采用电热法测量油品的比热容。

【预习提示】

本实验是设计性实验要求学生在进入实验室之前必须认真准备以下实验事项，并设计好实验方法和实验步骤：

1．什么是物质的比热容？电热法测量液体比热容时需要直接测量哪些物理量？

2．为了尽可能减少系统与外界的热量交换，实验中应采取哪些措施？

3．实验中怎样准确测量液体的末温度？

4.测量油品质量应在什么时间测量最佳？

5.如何确定加热功率的大小？

6.冷却油品需要多少时间为最佳？

7.系统中吸收热量的有哪几部分？

8.根据给定实验器材、实验原理提示和实验内容要求，设计出实验方法和实验步骤，拟定数

据记录表格。

【实验目的】

1．学会电流量热器的使用方法。

2．学习电热法测量液体比热容的基本原理和方法，巩固对热功当量和焦耳定律的理解。

3．了解热学实验中产生系统误差的主要因素，掌握减小或消除线性系统误差的对称测量法。

4．学会用电热法测量油品的比热容。

【实验内容与要求】

1．必做内容

（1）选择油品合适的初温和末温。将盛油品的内筒放到冰箱内冷却至比室温低5～6℃，作为油品的初温T1。

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80 （2）根据已知数据（如内筒质量、油品质量、铜的比热容等）合理估算加热功率的大小，使加热时间为20~30分钟左右。

（3）加热过程中，每隔一定时间（约2分钟）记录一次电压和电流值。

（4）正确操作和测量油品的末温度T 2。计算油品的比热容，并计算不确定度。

2．选做内容

根据本实验的思路，试设计测量固体比热容的实验方案。要求简要说明实验原理和实验方法。

【实验原理提示】

电流量热器中加热电阻丝的电阻为Ｒ，电流为Ｉ，电阻丝两端的电压为Ｕ，通电时间为t ，根据焦耳定律，电流通过电阻丝所做的功即电阻丝的放热为

IUt Q =放 （1）

量热器的结构如图1所示，电阻丝完全浸没在油品中，当研究的系统与外界没有热量交换时，电流做的功全部转化为油品升温的热量。这里所研究的系统包括油品、量热器内筒、搅拌器、电阻丝和接线柱等。

设系统的初温和末温分别为Ｔ1和Ｔ2，系统由Ｔ1升高到Ｔ2所吸收的热量为

)()(120012T T m c T T m c Q -+-=油油吸 （2）

式中c 0为铜的比热容（K kg J c ??=/10852.320

），c 油为待测油品的比热容，m 0为铜制内筒、电阻丝、

搅拌器和接线柱的质量。 在热学实验中，理想的绝热系统是很难实现的，当所测温度低于室温时，系统就从环境中吸收少量的热量；当所测温度高于室温时，系统就向环境中放出少量的热量。不管是吸热还是放热，都会给测量结果带来系统误差。为了减小或消除这种误差，可以采用以室温为中间值进行降温和升温的对称测量法；也就是说，如果室温为T ，则所取初温T 1、末温T 2，应尽量满足T T T T -=-21，这样可使开始时从环境中所吸收的热量尽量等于终了时所放出的热量。在给系统加热的过程中，系统升温过程与时间呈近似线性关系，而且不管是吸热过程还是放热过程，系统与环境的热交换规律是相同的，都符合牛顿冷却定律。但必须

注意牛顿冷却定律适用的温差范围，一

般取℃T T T T 621≤-=-。

【实验器材】

量热器（已知内筒、电阻丝、搅拌

器和接线柱的质量）、智能仪器测试仪

天平、冰箱、待测油品等。

实验装置如图1所示，D 为量热器

外筒，B 为内筒，E 为温度计，R

为加

热电阻丝，P为搅拌器，O为待测油品，G和H为接线柱。

智能热学测试仪使用说明：

1、检查量热器与仪器是否连接。

2、打开仪器的电源（在仪器的后面板右手侧），进行预热10分钟；

3、进入仪器的开始界面，按“测量”键进入测量温度状态，读取室内油品的温度；

4、按“设置”键，进入加热功率设置界面，此时电阻丝上已经通过电流开始加热，通过向上方向键或向下方向键提高或降低加热功率；

5、设置好之后仪器回到“测量”状态，界面出现“温度、电流、电压、时间”读数状态。此时电流、电压、时间读数为零；

6、方向键开始正式加热测量，达到要求后按左方向键停止加热。

【注意事项】

1．实验过程中实验者应避免直接接触量热器。

2．液体的初温和末温与环境温度相差不能太大，合理选择加热功率保证加热速度及测量时间，测量时间一般控制在30分钟以内。

3．量热器中加入油品要适量，一般以内筒高的三分之二为宜，不能过多或过少。搅拌要轻缓、均匀，不能将油品溅到内筒外面。

4．当油品温度快达到预期的末温时，切断加热电源并同时停止秒表的计时，但必须再轻轻搅拌1～2分钟，并注意观察温度读数，当升至最高温度时，才能将此时的温度作为油品的末温T2。

【思考与讨论】

1．在测量油品末温T2时，当看到温度上升到预定末温后，立即停止计时，并记录温度计的读数作为末温，这样做有何不妥？

2．在测量过程中，如果出现故障（如秒表停止计时，电压表、电流表不显示读数），在排除故障后，能继续进行实验吗？应怎样处理这种情况？

3．为了减小测量误差，也可以采用两只完全相同的电流量热器通过比较法进行测量，即通过待测液体与已知比热容的液体（常用水）进行比较来测量。请设计比较法测量比热容的实验方案，并与本实验方案进行比较，阐述二者的异同。采用哪一种实验方案测量会更准确一些？

【参考文献】

1．王云才，李秀燕．大学物理实验教程．北京：科学出版社，2003

2．丁慎训，张连芳．物理实验教程．北京：清华大学出版社，2002

3．周开学．工科大学物理实验．山东东营：中国石油大学出版社，2000

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物质的比热容(教学反思)

苏科版九年级物理《物质的比热容》教学反思 《物质的比热容》是初中物理学习中的重点和难点，教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上，进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素相关，从而提出了比热容的概念，它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题，经过探究活动得出结论，并应用探究所得解决实际问题，新教材更为注重的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立，这是下节课实行热量计算的基础。 在设计本节课时，通过多媒体展示图片设疑“炎热的夏季，中午海边的沙子烫脚而海水却很凉，这是为什么？”学生的猜想五花八门，其中“海水蒸发吸热降温”似乎能解释上述现象；然后再展示图片“炎热的夏季，傍晚海边的沙子很凉而海水却很温暖，这是为什么？”“海水蒸发吸热降温”又不能解释这种现象，这样激化矛盾，诱导学生积极思考分析，得出“不同物质吸热升温、放热降温有快慢”的合理猜想。紧接着让学生联系他们极为熟悉的烧水现象，分析出影响物体吸收热量的多少的两个因素（质量，升温的多少）通过提问：“质量相等的不同的物质升高相同的温度，吸热一样吗？”让学生猜想，然后制定实验计划，选择实验器材，实行实验，收集证据，分析得出结论，注重引导学生学习使用科学探究方法（控制变量法），使学生体验科学探究的整个过程。并结合本实验启发学生从另一种角度分析比较水和沙子的吸热本领，进而引入比热容的含义，既培养学生科学探究水平，又加深了学生对比热容概念的理解。本节课我从学生角度看，初中学生已基本掌握探究的模式程序，基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的使用，本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式，充分发挥学生的主动性和创造性，让学生在探究活动中切实体验物质的热属性，以加深学生对比热容概念的理解。本节课教学设计较为合理，各环节链接紧凑、过渡自然。但在使用白板教学过程中熟练水准，有待于提升，对电子白板的功能在课堂上体现较少，同时自己在课前没有调试好白板设备，致使实验视频缺少声音效果，影响教学效果。这些都需要自身在以后的教学中予以重视！

热功当量qli

实验 用电热法测定热功当量 【实验目的】 1．用电热法测量热功当量。 2．学会一种热量散失的修正方法—修正终止温度。 【实验仪器】 量热器（附电热丝），温度计（0℃～100℃、1℃），电流表，电压表，直流稳压电源，秒表，电子天平，开关等。 【实验原理】 仪器装置如图1所示，M 与B 分别为量热器的内外两个圆筒，C 为绝缘垫圈，D 为绝缘盖，J 为两个铜金属棒，用以引入加热电流，F 是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G 是搅拌器，H 为温度计，E 为稳压电源。 1．电热法测热功当量 强度为I 安培的电流在t 秒内通过电热丝，电热丝两端的电位差为U 伏特。则电场力 做功为 W ＝IUt （1） 这些功全部转化为热量，此热量可以用量热器来测量。设m 1表示量热器内圆筒和搅拌器（一般质料相同，否则应分别考虑）的质量，C 1表示其比热。m 2表示量热器内圆筒中水的质量，C 2表示水的比热，T 0和T f 表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终止温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等由导体发热所得的热量Q 为 Q ＝（m 1C 1＋m 2C 2）（T f －T 0） （2） 其中，热容用cal 做单位，则：C 黄铜 = 0.0936 cal/(g.o C)，C 水 = 1 cal/(g.o C) 所以，热功当量 ) )((02211T T C m C m IUt Q W J f -+= = J/cal （3） J 的标准值J 0＝4.1868焦耳/卡。 2．散热修正 方法1：根据牛顿冷却定律修正。如果实验是在系统（量热器内筒及筒中的水等）的温度与环境的温度平衡时，对电阻通电，那么系统加热后的温度就高于室温θ。实验过程中将同时伴随散热作用，这样，由温度计读出的终止温度的数值T 2必定比真正的终止温度的数值T f 低。（即假设没有散热所应达到的终温为T f ）。为了修正这个温度的误差，实验时在相等的时间间隔内，记下相对应的温度，然后以时间为横坐标，温度为纵坐标作图，如图2所示。图中AB 段表示通电以前系统与环境达到热平衡后的稳定阶段，其稳定温度（即室温）也就是系统的初温T 0，BC 段表示在通电时间t 内，系统温度的变化情况。由于温度的变化存在滞

物理：沪科版九年级 科学探究：物质的比热容(教案)2

沪科版《12.2科学探究：物质的比热容》教学设计 【教学目标】 知识与技能： 1、理解比热容的概念，知道比热容； 2、尝试用比热容解释简单的自然现象； 3、能根据比热容进行简单的热量计算。 过程与方法： 根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，在此过 程中有控制变量的意识。 情感态度与价值观： 在科学探究中能积极与他人交流探究结论，能对数据进行初步评价。【教学重点】 1、探究物质比热容； 2、物体温度改变时吸收或放出热量的计算公式Q=cm?t。 【教学难点】 1、制定探究物质比热容的实验计划，设计实验、分析、评估实验结果； 2、对比热容概念的理解和简单应用。 【教学准备】 1、组织学生复习热量的概念、预习本节内容； 2、准备好所需器材：（每实验小组）烧杯2只、温度计2支、搅拌器2 个、电加热器2副、盖板2块、水、煤油、停钟（或记时秒表）1块。【教学方法】 实验探究法、讲授法 【教学过程】 一、复习引入 1、什么叫热量？1千克的水温度升高1℃需吸收多少热量？ 2、将一壶水烧开与烧开半壶水相比，谁要的时间长？谁吸收的热量多？ 3、将一壶水烧成开水与将一壶水烧成温水相比，谁的时间长？谁吸收 的热量多？ 由此可见，水在升高温度时吸收的热量和水的质量有关，也和温度升高的程度有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量也就越多。

将相同质量的水和煤油升高相同的温度，需要的热量一样多吗？ 要解决这个问题，就得学习物质的比热容。 二、探究物质的比热容 （一）实验探究：物质的比热容 1、猜想： 将相同质量的水和煤油加热，使它们升高相同的温度，需要的热量谁多？ 2、制定计划与设计实验 根据所要研究的问题，我们要在什么条件下比较水和炼油吸收热量的多少？（引导学生讨论：在水和煤油的质量相同、升高的温度相同的条件下研究水和煤油吸收热量的多少） 引导学生讨论、交流： 在这样的条件下研究水和煤油吸收热量的多少，需要测出哪些量？用什么时候样的器材？怎样测量？记录哪些数据？（进行实验前要解决的问题）引导学生设计实验记录表格： 3、进行实验与收集证据 按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表 格，准确记录数据。 4分析与论证 做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。 5、评估 交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。 （二）比热容 通过实验知道，不同物质吸热能力不同，如何描述这一不同需要引入物理

科学探究物质的比热容

.-科学探究：物质的比热容

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12.2科学探究：物质的比热容（二课时） 【教学目标】 知识与技能： 1、理解比热容的概念，知道比热容； 2、尝试用比热容解释简单的自然现象； 3、能根据比热容进行简单的热量计算。 过程与方法： 根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，在此过程中有控制变量的意识。 情感态度与价值观： 在科学探究中能积极与他人交流探究结论，能对数据进行初步评价。 【教学重点】 1、探究物质比热容； 2、物体温度改变时吸收或放出热量的计算公式Q=cm?t。 【教学难点】 1、制定探究物质比热容的实验计划，设计实验、分析、评估实验结果； 2、对比热容概念的理解和简单应用。 3、用比热容解释日常生活中与比热容有关的简单的热现象。 【教学准备】 1、组织学生复习热量的概念、预习本节内容； 2、准备好所需器材：（每实验小组）烧杯2只、温度计2支、搅拌器2个、电加 热器2副、盖板2块、水、煤油、停钟（或记时秒表）1块。 【教学方法】实验探究法、讲授法、讨论法 【教学过程】 一、复习引入 1、什么叫热量？1千克的水温度升高1℃需吸收多少热量？ 2、将一壶水烧开与烧开半壶水相比，谁要的时间长？谁吸收的热量多？ 3、将一壶水烧成开水与将一壶水烧成温水相比，谁的时间长？谁吸收的热量

多？ 由此可见，水在升高温度时吸收的热量和水的质量有关，也和温度升高的程度有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量也就越多。 将相同质量的水和煤油升高相同的温度，需要的热量一样多吗？ 要解决这个问题，就得学习物质的比热容。 二、探究物质的比热容 （一）实验探究：物质的比热容 1、猜想： 将相同质量的水和煤油加热，使它们升高相同的温度，需要的热量谁多？ 2、制定计划与设计实验 根据所要研究的问题，我们要在什么条件下比较水和炼油吸收热量的多少？（引导学生讨论：在水和煤油的质量相同、升高的温度相同的条件下研究水和煤油吸收热量的多少） 引导学生讨论、交流： 在这样的条件下研究水和煤油吸收热量的多少，需要测出哪些量？用什么时候样的器材？怎样测量？记录哪些数据？（进行实验前要解决的问题）引导学生设计实验记录表格： 液体名称液体质量m/g 液体初温 t1/℃液体末温 t2/℃ 升高的温度t1- t2/℃ 通电时间 t/min 3、进行实验与收集证据 按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表格，准确记录数据。 4、分析与论证 做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。 5、评估 交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是

实验探究四探究物质的比热容

■实验探究四探究物质的比热容 ★猜想与假设 一、1、物体吸收或放出的热量：Q吸(放)＝C比m△t ； 2、比热容与物质的种类和状态有关； 3 、比热容是物质的一种特性。 二、有关实验及注意事项参阅实验报告册及教材内容 探究物质的比热容习题(一) 1. 下列说法中正确的是( ) A. 一杯煤油用去一半, 它的比热容减为原来的二分之一 B. 吸收热量多的物质, 比热容一定大 C. 高温物体放出热量一定多 D. 质量相同的水和煤油, 吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度【解析】选D。本题考查比热容的理解。比热容是物质的一种特性, 与它的质量和体积、温度等无关,故选项A是错的。从比热容的定义可知, 比较两种物质比热容,应当在质量及升高的温度相同的条件下,比较它们吸热的多少, 吸热多的比热容大, 反之则小, 故 B 缺少条件, 不正确。温度高的物体不发生温度或状态变化, 是不会放出或吸收热量的,故C也不正确。由于水的比热容大,当质量相同的水、煤油吸收相同热量时, 煤油升高的温度高。 【方法归纳】(1) 比热容是物质的一种特性, 与物质的种类有关,而与物质的质量、升高的温度、吸收热量的多少无关。 (2) 物体吸收或放出的热量与物质的比热容、质量、温度的变化都有关。 2. (2013 ·宜昌中考)炎热的盛夏,人站在水中时感觉凉爽,而当人站在沙土上时却感到烫脚, 这主要是因为水和沙具有不同的( ) A. 热量 B. 质量 C.比热容 D.密度 【解析】选C。本题主要考查了比热容的知识。在自然界中, 水的比热容最大,因此对气温有很好的调节作用。相同质量的水和沙土在吸收相同的热量后, 由于水的比热容远远大于沙土的比热容,所以水升温慢, 沙土升温快。故选C。

固体比热容的测量

固体比热容的测量 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

固体比热容的测量 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； 3、学习一种修正散热的方法。 二、实验仪器 量热器、温度计（ 0C 和 0C 各一支）、物理天平、待测金属粒、冰、停表、加热器、量筒等。 三、实验原理 1、 混合法测比热容 依据热平衡原理，温度不同的物体混合后，热量将由高温物体传给低温物体，如果在混合过程中和外界无热量交换，最后达到均匀稳定的平衡温度。根据能量守恒定律，高温物体放出的热量就应等于低温物体吸收的热量，即： 本实验即根据热平衡原理用混合法测定固体的比热。设量热器（包括搅拌器和温度计插入水中部分）的热容为C ，实验时，量热器内先盛以质量为0m ，温度为1t 的冷水，之后，把加热到温度为2t 质量为m 的待测金属块投入量热器中，经过热交换后，水量热器与金属块达到共同的末温θ,依热平衡方程有： ))(()(1002t C c m t mc -+=-θθ （1） 即 ) ())((2100θθ--+=t m t C c m c (2) 量热器的热容C 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制成，其质量为1m ，比热容为1c ，则

（3） = + C' c m C 1 1 式中C'为温度计插入水中部分的热容。C'的值可由下式求出： C表示C'以J·0C-1为单位时的数值，而式中V为温度计插入水中部分的体积。{}10-?'C J {}3 V表示V以cm3为单位时的数值。 cm 2、系统误差的修正 上述讨论是在假定量热器与外界没有热交换时的结论。实际上只要有温度差异就必然会有热交换存在，因此实验结果总是存在系统误差，有时甚至很大，以至无法得到正确结果。所以，校正系统误差是量热学实验中很突出的问题。为此可采取如下措施：1）要尽量减少与外界的热量交换，使系统近似孤立体系。此外，量热器不要放在电炉旁和太阳光下，实验也不要在空气流通太快的地方进行。 2）采取补偿措施，就是在被测物体放入量热器之前，先使量热器与水的初始温度低于室温，但避免在两热器外生成凝结水滴。先估算，使初始温度与室温的温差与混合后末温高出室温的温度大体相等。这样混合前量热器从外界吸热与混合后向外界放热大体相等，极大地降低了系统误差。 3）缩短操作时间，将被测物体从沸水中取出，然后倒入量热器筒中并盖好的整个过程，动作要快而不乱，减少热量的损失。 4）严防有水附着在量热筒外面，以免水蒸发时带走过多的热量。 5）沸点的校正。在实验中，我们是取水的沸点为被测物体加热后的温度，但压强不同，水的沸点也有所不同。为此需用大气压强计测出当时的气压，再由气压与沸点的关系通过查表查出沸点的温度。 采取以上措施后，散热的影响仍难以完全避免。被测物体放入量热器后，水温达到最高温度前，整个系统还会向外散热。所以理论上的末温是无法得到的。这就需要通过

用电热法测量热功当量

用电热法测量热功当量 教学目标： 1. 用电热法测热功当量。 2. 学习用牛顿冷却定律，进行散热修正。 教学方法： 采用研究式、答辩式教学方法。 实验内容 1. 测量质量，填表1 2. 连接电路、选量程、电压。 3. 测外围温度θ1 4. 连接电源，记T 0 ，没隔1分钟，填表2 5. 断电，接着测降温温度，每隔1分钟，填表3，以求k 6. 测环境温度θ 2 取θ=21（θ1+θ2） 7. 求δν 重点及难点： 重点：自然冷却定律修正温度（终）及操作严谨 难点：牛顿自然冷却定律 教学过程设计 1. 电场力作功 W = V I t (1) 单位：焦耳、伏特、安培、秒 系统吸收全部热量 Q=（C 0M 0+C 1M 1+ C 2M 2+0.46δV ）(T f –T 0) (2) 由（1）、（2）式可得： QJ=W ，则J=Q W 焦耳/卡 称为热功当量 2. 终温修正 散热后实际终温为T f ” (测的温度)，不散热达到终温为T f (理想温度) 由散热导致温度下降δT 测T f = T f ” +δT （4） 3. 求δT 的方法： 根据牛顿自然冷却定律 dt dT =K （T —θ） 自然冷却：'' 0f T T - t=0→t k=θθ--'0'ln 1T T t f (1/min)

δT=k(θ-T )t 其中)(2 1"0f T T T += T f = T f ” +δT 数据处理： 计算法 作图法，采用作图法较为直观。 例： 1. C 0=1.000卡/克?度 C 1=0.092卡/克?度 C 2=0.094卡/克?度 2. 电压U=8.2伏 电流I=0.975安 3. 环境温度 θ 环=20.0C 0 m 0=167.0克 m 1=203.0克 m 2=49.9克 由图 =0.9℃ θf =θb +=28.0+0.9=28.9℃ 由计算机数据处理结果 J=4.30焦耳/卡 误差 E=%10018.430 .418.4?-=2.9% J=4.18焦耳/卡为公认值。 θ℃--t(分)图 t (分)

实验11电热法测固体的线胀系数

实验11 电热法测固体的线胀系数 当固体温度升高时，由于分子的热运动加剧，固体分子间平均距离增大，结果使固体体积发生膨胀；反之当温度降低时，固体体积就会收缩 ，这就是“热胀冷缩”现象。任何固体都具有“热胀冷缩”特性，材料的热胀系数就是表示物质的“热胀冷缩”特性的，是物质的基本属性之一。在建筑设计、工程施工及机械加工制造等工程技术中，常常需要知道材料的热胀系数，以便在设计或施工中留有余地或充分利用固体的热膨胀性质。 【实验目的】 1．学习测定金属杆的线膨胀系数的方法； 2．进一步熟悉用光杠杆测定微小伸长量的原理和方法。 【预习检测题】 1．本实验的直接测量量有哪几个?分别用什么仪器，用什么方法测量?间接测量量是什 么?与直接测量量的关系如何? 2．光杠杆利用了什么原理?有什么优点? 3．如何才能在望远镜中迅速找到标尺的像? 【实验原理】 1．固体的线膨胀系数 固体受热引起的长度增加，称为线膨胀，长度变化的大小取决于温度的改变，材料的种类和材料的原长度。 设在温度为t 0℃时金属杆的长度为L 0，当温度升至t ℃时其长度为L ，则金属杆的伸长量ΔL 正比于原长度和温差。即： ΔL=L －L 0=αL 0（t －t 0）=αL 0Δt （5.3.1） 式中α称为固体的线膨胀系数。不同的物质线胀系数不同，同一质料的线胀系数因温度不同稍有些改变。对于大多数固体在不太大的温度范围内可以把它看作常数，故常用平均线胀系数为： t L L ??= α （5.3.2） 由⑵式可以看出物体线胀系数α的物理意义是：在数值上等于当温度每升高1℃时，金属杆每单位原长度的伸长量。实验过程中，只要侧出ΔL 、L 0和相应的Δt 值，就可以求得线胀系数α的值。 由于固体的长度变化量ΔL 很小，不易直接测量，在实验时可采用光杠杆法测量金属杆的伸长量ΔL 。 2．光杠杆测量法 由光杠杆测量原理（见杨氏弹性模量实验光杠杆原理图）知：

科学探究物质的比热容

第十二章第二节科学探究：物质的比热容 山东省苍山县实验中学李二峰 一、教学思路 本节要求通过科学探究认识物体温度变化使吸收或放出热量的能力，及研究物质的比热容，所以“比热容”就成了本章重点内容。因为物体吸热、放热现象与生活紧密相关，所以问题的提出应是比较自然的，对于提出的问题做解释时，还应从发掘生活中的现象开始，要启发和鼓励学生举出一些物体吸热、放热时温度变化的例子，猜测造成他们温度变化不一致的原因。 由于比热容的概念比较抽象，并且它又与质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量有关，学生理解起来有困难，所以又是整个教材的难点。所以教学的中心任务是：让学生通过实验探究了解“不同物质在质量相等，升高温度相同的情况下吸收的热量一般不同”，为比热容概念的得出打好基础。将“探究物质的吸、放热能力”作为一个完整的探究过程要求学生经历进而建构完整清晰的比热容知识。 本节在设计时根据新课标理念“从生活走向物理，从物理走向社会”，运用生活实例创设情境，激趣引新；在教学中提倡学生联系实验提出问题，提出自己的猜想，不应包办代替。提倡通过探究实验得出结论（尽管实验误差较大），提倡用手边器材自制教具完成实验，提倡尊重实验事实，提倡用比热容概念解释自然现象，比如：“三峡水库建成对小气候的影响”和“海陆风的成因”。另外通过设计实验，科学探究培养学生科学素养；通过联系社会生活，拓展升华，来提升学生能力。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性； （2）尝试用比热容解释简单的自然现象； （3）能根据比热容进行简单的热量计算； 2、过程与方法 （1）通过探究，比较不同物质的吸热能力，使学生从实验中领悟比热容是如何影响物体温度的变化的，学会运用所学的知识分析解决实际问题。 （2）通过设计、进行实验，让学生体会控制变量法在科学探究中的应用。 （3）通过阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，认识什么是“热岛效应”，并进一步认识到科学技术是一把双刃剑。 3、情感态度与价值观 （1）利用探究性学习活动培养学生自己动脑、想办法解决问题的能力。 （2）学会交流与讨论，培养学生团结协作精神。 （3）培养学生具有科学的求知欲、乐于探究自然现象和日常生活之中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 三、重点与难点 重点：探究计划的制定与实验的实施，并交流实验结果。 难点：热源及加热时间的控制，以及实验数据的分析和用比热容的知识解释生活现象。

探究-物质的比热容

探究—物质的比热容 “比热容”教学目标 a. 知道什么是物质的比热 b. 知道比热的单位是焦／(千克·℃)及其读法 c. 会查物质的比热表 d. 能用学的比热知识解释一些常见日常现象，培养学生解决实际问题的能力 教学建议 教材分析 分析一：比热是初中物理中一个非常重要的物理量，也是一个比较难理解的物理量．教材首先从日常生活常识出发，说明物质在温度变化时，吸收（或释放）的热量与物体质量和温度变化量有关，从而为比热概念的引出作好铺垫．然后安排演示实验，引导学生观察、对比、分析，最终抽象出比热的概念，并进一步由比热的定义说明其单位．最后列出一些常见物质的比热表，并联系实际讨论一些日常现象． 分析二：比热是一个比较抽象的概念，通过对它的学习，可以有意识地培养学生抽象思维能力． 教法建议 建议一：比热的概念比较抽象，因此通过实验总结出来是一个好办法，做好演示实验，引导学生有意识地观察和思考至关重要．实验前明确实验要研究的是不同的物质在质量相等、温度升高相同时吸收的热量是否相同．在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同，两个热水器也是完全相同的，这些实验条件对学生正确得出比热概念是非常重要的．当学生观察到煤油的温度上升得快时，要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时，升高的温度不同，并进一步引申到其它物质．最后引导学生怎样描述物质的这一特性，从而得出比热的概念． 建议二：在介绍比热表时，要教会学生怎样运用比热表，通过比较，指出水的比热较大，为讲解水在日常生活中应用做好铺垫．另外，根据水和冰的比热不同，说明不仅不同的物质比热不同，即使是同一种物质在不同状态下的比热值也不同． 建议三：为巩固学生对比热概念的理解，可以多联系实际，列举一些日常生活中的现象，并运用比热进行解释． “比热容”教学设计示例

实验5电热法测量油品的比热容

实验5 电热法测量油品的比热容 ――设计性实验（一） 功和热长期被看作是互不相关的两个独立概念，直到伦福德提出“热本质上是一种运动”的观点后，才将两者联系起来。后来焦耳做了大量的工作，测量了功转化为热量的数值即热功当量，使人们对功和热的关系有了更深刻的理解。 物质的比热容是量热学中的一个重要概念，特别是在新能源的开发和新材料的研制过程中有着广泛的应用。由于散热因素多而且不易控制和测量，热学实验的精度往往较低，因此为了做好热学实验，必须学会分析产生各种误差的原因，找出改进的方法。 测量比热容有很多方法，如混合法、冷却法、电热法、比较法等。本实验根据焦耳定律采用电热法测量油品的比热容。 【预习提示】 本实验是设计性实验要求学生在进入实验室之前必须认真准备以下实验事项，并设计好实验方法和实验步骤： 1．什么是物质的比热容？电热法测量液体比热容时需要直接测量哪些物理量？ 2．为了尽可能减少系统与外界的热量交换，实验中应采取哪些措施？ 3．实验中怎样准确测量液体的末温度？ 4.测量油品质量应在什么时间测量最佳？ 5.如何确定加热功率的大小？ 6.冷却油品需要多少时间为最佳？ 7.系统中吸收热量的有哪几部分？ 8.根据给定实验器材、实验原理提示和实验内容要求，设计出实验方法和实验步骤，拟定数 据记录表格。 【实验目的】 1．学会电流量热器的使用方法。 2．学习电热法测量液体比热容的基本原理和方法，巩固对热功当量和焦耳定律的理解。 3．了解热学实验中产生系统误差的主要因素，掌握减小或消除线性系统误差的对称测量法。 4．学会用电热法测量油品的比热容。 【实验内容与要求】 1．必做内容 （1）选择油品合适的初温和末温。将盛油品的内筒放到冰箱内冷却至比室温低5～6℃，作为油品的初温T1。 79

九年级物理全册 13.2科学探究：物质的比热容导学案沪科版

13.2 科学探究：物质的比热容 学习目标 1. 了解比热容概念，知道比热容的单位及单位的物理含义 2. 会查比热容表。能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。 3. 理解利用比热容计算热量的公式，并能用它解决简单热量变化问题。一、自主 学习：（阅读课本P39——P43）完成下列问题 1．热量总是由高温物体传给低温物体，直到温度相等为止；两物接触时， 高温物体热温度，低温物体热，温度（放、吸;升高、降低）. 2．相同温度的一壶水和半壶水，要加热到沸腾，加热时间长，吸收热量多，这说明物体吸收热量的多少与物体的有关。 3．同一块铁，把它的温度从20℃升高到200℃需要吸收的热量要比从20℃升高到100℃需要吸收的热量（多、少），这说明物体吸收热量的多少与 有关。 4．讨论思考：相同质量（500g）的沙和（500g）水，在相同的太阳下照射，要使温度都升高 5℃，需要照射的时间长，由此得物体吸收热量多少可能与物质的有关。 二、合作探究 1、相同质量的同种物质，升高相同温度，吸收的热量；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量。猜想不同物质吸热的本领可能。 2. 实验探究：由自主学习的内容可知道，物体吸

收热量的多少与物体的和有关，我们要探究物体吸热的多少与物质的种类是否有关，需要控制和相同，这种方法叫法。 （1）比较书中图13-10 两个实验装置内容中有什么不同。 （2）物体吸收热量的多少可通过相同酒精灯加热时间的长短表示，加热时间长，烧杯中液体吸收的热量就。 （3）上述实验中，水和煤油的质量均为500g 初温都是20℃，用相同的酒精灯同时给水和煤油加热，一边记录时间，一边观察温度计示数当煤油的温度升高到50℃时，需要的时间为1min，而水的温度升高到50℃时需要2min，将有关数据填入下表： 吸热多与 物质质量m/g 初温t1/℃末温t2/℃加热时间t/min 少 水 煤油 回答下列问题： a 数据记录表格中的加热时间代表哪个物理量？ b 水和煤油的温度分别升高了多少？? t 油= ，?t 水= c 水和煤油吸收的热量相同吗？，若不相同哪个吸收的热量多 （4）得出结论：相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量（相同、不同）这说明物体吸收热量的多少与有关。 3、通过实验知道，不同物质吸热能力不同，为了描述物质的这个特性，引入了一 个物理量 （比热容）。比热容意义是表示物质吸（放）热的物理量，比热容

实验五 固体比热容的测量(电热法)

实验五 固体比热容的测量（电热法） 金属是重要的固态物质，本文对固体物质比热容的测量重点介绍了金属比热容的测量，金属比热容是金属物质的重要特性,本文重点介绍电热法测量固体比热容。 【实验目的】 1、掌握基本的量热方法——用量热器测热量法。 2、学习用电热法测固体的比热容。 【实验仪器】 热学综合实验平台、量热器、待测钢球、测温探头 【实验原理】 固体比热容指单位质量的热容量，也是特定粒子电子、原子、分子等结构及其运动特性的宏观表现。测量固体物质比热容对于了解固体物质性质，物质内部结构等都具有重要的意义，常用于测量固体物质比热容的方法有动态法、混合法、冷却法等。 金属是重要的固态物质，本书对固体物质比热容的测量重点介绍了金属比热容的测量，金属比热容是金属物质的重要特性,本实验重点介绍电热法测量固体比热容。 在量热器中加入质量为m 的待测物，并加入质量为0m 的水，如果加在加热器两端的电压为U ，通过电阻的电流为I ，通电时间为t ，则电流作功为： UIt A = （5-1） 如果这些功全部转化为热能，使量热器系统的温度从1T ℃升高至2T ℃，则下式成立 ()()1201100T T c c m c m mc UIt -+++=ω （5-2） c 为待测物的比热容，0c 为水的比热热容，1m 为量热器内筒的质量，1c 为量热器内筒的比热容， 2m 为铜电极和铜搅拌器总质量，2c 为铜比热容。 由（5-2）式得 ()[]m c c m c m T T UIt c //0110012ω----= （5-3） 为了尽可能使系统与外界交换的热量达到最小，在实验的操作过程中就应注意以下几点： 1、不应当直接用手去把握量热筒的任何部分，不应当在阳光直接照射下进行实验。

科学探究物质的比热容实验训练题

科学探究物质的比热容实验练习题 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 一、实验,探究题 1、某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热． （1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些．这位同学的判断是否正确请说明理由:__________________________________________________________________________ _ （2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的越大，吸收的热量就越．（选填：“多”或“少”）

（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的有关，的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）． 2、如图，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙 子，用两个相同的酒精灯对其加热。（1）加热相同时间后，分别测 量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为________； 加热时搅拌沙子，目的是___________。 （2）在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装________（沙子/水）烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是__________。 3、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图l0所示的实验。(1)从表中数据可知，水和食用油的质量_________(选填“相同”或“不相同”)，加热结束时，食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”). (2)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量. (3)实验表明，_____________(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。 4、用图3－2－12甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾． (1)分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其

科学探究“物质的比热容”教案

《科学探究：物质的比热容》教案 一、学习要求： （一）知识与技能 1、理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性 2、尝试用比热容解释简单的自然现象 3、能根据比热容进行简单的热量计算 （二）过程与方法 通过探究比较不同物质的吸热能力 （三）情感、态度与价值观 利用探究性学习活动培养学生自己动脑想办法解决问题的能力 二、教学重、难点和关键 重点：比热容的概念和热量的计算 难点：比热容概念的理解 关键：做好水与煤油吸热升温的对比实验是突破难点的关键 三、教具准备 大屏幕投影，多媒体计算机，铁架台中，石棉台，酒精灯，热得快，蒸发皿，沙子，水，煤油，天平，温度计，秒表，烧杯等 四、教学程序 1、导入新课 师：大屏幕投影一幅漫画：炎热夏天的傍晚，有两个小胖子在海边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？ 让学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点。 根据同学的猜想，导入课题。 2、水吸热多少与什么因素有关 观察烧水投影图片，提出问题：水吸热多少与什么因素有关? 根据已有的生活经验说出猜想并说出猜想的依据。鼓励学生大胆猜想，积极发言。 （1）水的质量。 猜想的理由：烧开一壶水比烧开半壶水加热时间长，吸热多 （2）加热后的温度 （3）升高的温度 组织讨论（2）、（3）猜想哪个更合理，说出理由： 将一壶水烧开比烧成半开吸热多，将一壶凉水烧开比将温水烧开吸热多。

为了更准确的做出判断要进行实验探究 与学生共同设计实验方案：选用实验器材、测量什么物理量、记录那些数据、怎样分析实验数据以及实验步骤。 分组实验，教师巡视指导，肯定优点，矫正错误。 投影展示有代表性的一组数据，组织学生讨论如何得出正确结论。 一定质量的水，升高相同的温度（初温可以不同，末温可以不同），吸收的热量相同。 3、比热容 （一）实验探究： （1）、提出问题： 展示铜块和铝块，问：如果它们质量相同，升高相同的温度，两者吸收的热量是否相同。由此提出怎样的研究课题，由学生总结。 （2）、设计实验与制定计划 讨论：选择哪两种物质加热进行对比，加热液体好还是固体好；如何控制变量；测量那些物理量；用什么器材。 方案一：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 方案二：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。 （3）进行实验与收集证据 按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表格，准确记录数据。（4）分析与论证 做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。 （5）评估 交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。（二）比热容 通过实验知道，不同物质吸热能力不同，如何描述这一不同需要引入物理量——比热容。 正确引导，给出比热容的概念： 不同物质质量相同：单位质量 升高温度相同：1℃ 1、概念：单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量。（板书）。 学习单位，强调书写。 2、观察比热容表，了解常见物质比热容。 学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现： （1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同

大学物理实验教案8-固体比热容的测量

实验名称： 固体比热容的测量 实验目的： 1、进一步熟悉量热方法及散热修正。 2、用混合法测定金属的比热容。 3、熟练掌握混合法的操作技巧，以减少量热器的散热。 实验仪器： 量热器 电子天平 温度计（0.1℃、50℃和1℃、100℃各一支） 停表 电水壶 小量筒 铝圆柱 实验原理： 根据热平衡原理，用混合法测定铝圆柱的比热。 质量m 、温度2t 的铝圆柱投入量热器的水中，设量热器及搅拌器质量为1m ，（比热容铜 31110.38510c J kg C --=???），水的质量为 0m （比热容取3 1 10 4.18710c J kg C --=???） ，温度计修正热容为1.9V （V 取3cm ），则 200111()( 1.9)()mc t m c m c V t θθ-=++- 即 001112( 1.9)() () m c m c V t c m t θθ++-= - 对1t 、θ须作散热修正，投物前5、6分钟开始测水温（30s 测一次），记下 投物前的时刻与温度，水温达到最高点后继续测5、6分钟，前图为温度——时间曲线。 吸热面积BOE S ；散热面积COF S 。当B O E S =COF S ，实验不受散热影响。应控制水温低于室温2～3度，可先粗测，后细测。 实验内容：

1.用天平分别测出量热器内筒和搅拌器的质量1m 、以及被测物铝圆柱的质量m 。 2.将量热器的内筒注入一定质量的水(适当加一点冰水)，要求保证金属块放入后能完全被水浸没。称量出量热器内筒及水的总质量。计算出水的质量0m 。 3. 盖好胶木盖，用搅拌器上下轻轻搅拌，当从温度计上读出量热器及水的温度比室温低3～4度时，开始每隔30〞记录一次温度。 4.将铝块放入电水壶用水煮沸，确切测量出铝块的温度1t (与水温相同)。 5. 当量热器及水的温度比室温低2～3度时将铝属块迅速取出放入量热器的内筒中，盖好胶木盖，用搅拌器上下轻轻搅拌。同时每隔30〞记录一次温度t 。持续5～10分钟。 6.取出温度计处理温度计浸在水中的体积。 7. 绘制τ-t 图，求出混合前的初温1t 和混合温度θ。计算被测物的比热容及其标准不确定度。 实验数据处理 铝圆柱 质量59.73m g = 温度 299.5t =℃ 量热器 质量170.40m g = 比热容 31110.38510c J kg K --=??? 水 质量0204.42m g = 比热容 3110 4.18710c J kg K --=??? 室温 t =_24.75_℃ 温度计插入水中部分的体积 31.9V cm = 初温 t 1=22.21℃ 混合温度 26.52θ=℃ 铝的比热容为：

科学探究物质的比热容实验训练题

科学探究物质的比热容实验练习题 姓名： ________________ 班级： _________________ 考号： _________________ 题号 一、实验， 探究题 总分 得分 、实验，探究题 1、某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热. 液体 次数 质量m/kg 升高的温度△ t/ C 加热的时间t/min 甲 1 0.1 5 1 2 0.1 10 2 3 0.2 10 4 乙 4 0.1 10 1 5 0.1 20 2 6 0.2 20 4 （1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这 说明乙吸收的热量多一些?这位同学的判断是否正确？请说明理 由： ______________________________________________________________________ （2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得岀的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的 ____ 越大, 吸收的热量就越 ?（选填：“多”或“少”） （3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的 或“乙”）. 2、如图，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒 精灯对其加热。（1）加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于 水，这是因为 _______________________ ;加热时搅拌沙子，目的是 _______________________ 。 （2 ）在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧 有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装 _______________ （沙子/水）烧杯上方的玻璃片温度比较 高，原因是 _____________ 。 3、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图 10所示的实验。 ⑴ 从表中数据可知，水和食用油的质量 _________________ （选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温 度 _____ （选填“高”或“低”）. （2） 在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同， ______________ 就要给水加热更长的 时间，此时，水吸收的热量 ____________________________________ （选 填“大于”或“小于”或“等于” ）食用油吸收的热量. （3） ________________________ 实验表明， （选填“水”或“食用油” ）吸热的能力更强。 有关，_的吸热能力更强（选填“甲 莊璃片 聊隅片

热功当量.

熱功當量 1.目的：使力學能完全轉換成熱，證實熱是一種能量，且測定功與熱二數量間之關係。 2.實驗裝置：如右圖。 3.步驟及原理： (1) 二質量為m 公斤之重錘由高h 米處緩緩下降。 (2) 重錘下降所損失的位能悉由器內摩擦阻力化成水及容器 的熱量，使水和容器的溫度增高。 (3) 若重錘升降n 次後，可使質量'm 克的水及水當量M 克的 容器溫度上升T ?℃，則： 重錘下降h ，損失之重力位能U 對水及容器作功： 2W mgh n =?（焦耳） 水及容器獲得的熱量'()H m M T ?=+（卡１） ●絕熱狀態，因此U 全轉成H 。 二、熱功當量：欲產生一單位的熱量所需輸入的功。由焦耳實驗得： 4.187(/)W J J c a l H == J W H ????? ：熱功當量：功：熱 例一：焦耳「熱功當量」實驗，若系統有熱傳遞到外界，則測出的熱功當量值應較實際值大 或小？（需列式說明） 例二：在焦耳實驗中，如兩錘之質量均為10公斤，落下之距離均為20公尺，容器中的水質 量為3.8公斤，原來水溫為20℃，實器及翼瓣之總質量為2公斤，其比熱為0.1卡／ 克-℃，實驗後水溫變為20.25℃，則由此實驗得到的功當量為 。（210/g ms =） 練習：於焦耳熱功當量實驗中，容器中原有50克的水，測得溫度為20℃，再加入100克 30℃之熱水後，熱平衡時溫度為25℃。隨即使2個垂錘緩緩下降1.5米，設法使垂錘 回到原高處，再落下一樣之高度，如此重複21次，則最後之水溫為 ℃，容器之 水當量為 克。（每個重錘4kg ；210/g m s =）

例三：在焦耳的實驗裝置中，兩邊之垂錘各25kg ，設210/g m s =，且容器為絕熱，若重錘下 落之距離為20米，每次下落攪動水後，設法使垂錘回到原處，再使其下落，如此重複 20次後，已知槽中的水為7kg ，且容器的水當量為3kg 。 (1) 若垂錘下落之速度甚小，則水溫升高 ℃。 (2) 若重錘以20.02/m s 之加速度落下，20秒後再使重錘回到原處，再使其以20.02/m s 之加速度落下，如此重複20次後，則水溫升高 ℃。（計算到小數點以下第 二位，第三位四捨五入。） 練習：於焦耳之熱功當量實驗中，各重錘之質量為1kg ，每次使之下落5米，以帶動蹼輪以 攪動容器中的水，水之質量為500公克，共下落42次。則： (1) 若使重錘緩慢下落，則水溫升高若干？ (2) 若重錘下落之加速度為4.8米／秒2，則水溫升高若干？ 例四：一瀑布高420米。假設水落至瀑布底時的動能全部變成熱能，則瀑布底及頂點的水溫 相差約為 ℃。（210/g m s =） 例五：雨點質量m 千克，由高h 米處以g 之等加速度自由落下，落入絕熱之水桶中，桶內裝 有M 千克之水，設最初雨點之溫度與桶中之水溫相同，不計水桶之吸熱，又水之比熱 設為s 卡／克-℃，則雨點落下後水溫升高若干℃？ (A) 30.24()10mgh m M s +? (B) ()mgh M m s + (C) 4.2()mgh M m s + (D) 0.24()mgh M m s + (E) 3()10mgh M m s +? 練習： 1.一個洗澡用電熱水器，功率為4200W ，設自來水溫20℃，洗澡用水溫40℃，電功率有50 ％用於使水溫上升，問每秒有多少水流量？