金属比热容的测量.pptx

实验原理:
:单位质量的物质,其温度升高1K(oC)
所需的热量叫做该物质的比热容,其值随温
度而变化。
:当物体表面与周围存在温
度差时,单位时间从单位面积散失的热量与
温度差成正比。
根据牛顿冷却定律,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 或
200oC时的比热容。
将质量为M1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( )与
温度下降的速率成正比,于是得到下述关系
式:
式中C1为该金属样品在温度时的比热容,
为金属样品在时的温度下降速率。
根据冷却定律有:
式中a1为热交换系数,S1为该样品外表面的
面积,m为常数, 为金属样品的温度, 为周围介质的温度。联立以上两式,可得:
同理,对质量为M2,比热容为C2的另一种金
属样品,可有同样的表达式:
如果两样品的形状尺寸都相同,即S1=S2;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(即室温恒定而样品又处于相同温度) 时,上式可以简化为:
如果已知标准金属样品的比热容C1质量M1;待测样品的质量M2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C2。
几种金属材料的比热容见表1:(P200)
比热容
温度
CFe
u
100


单位:
实验仪器介绍
A、热源、B、实验样品(直径5mm,长30mm的小圆柱)、
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、G、冰水混合物组成。