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冷却法测量金属的比热容实验报告“大学物理实验”课程论文授课学期学年第二学期学院:数学科学学院专业:数学与应用数学学号:XX姓名:殷霞任课教师:阳丽交稿日期:XX年6月1日冷却法测金属比热容的分析与研究摘要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的方法之一。但在实际操作中由于人的反应时间有限,计时误差较大等原因,使得实验测量精度偏低。本文主要对该实验的实验误差来源进行了探讨。关键词比热容牛顿冷却定律热电偶温度误差 1、实验简介实验装置简介本实验装置如左图所示,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,它具有更广的测量范围和更高的精度,并可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点。实验原理和方法将质量为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: ???Q ?c1M11?t?t 根据牛顿冷却定律有: (1) ?Q ??1S1(?1??0)m?t ??1 ??1S1(?1??0)m?t 这里,C1为金属样品的比热容,?1为传热系数,S1为金属外表面积,?1与?0分别 C1M1 为金属与其环境的温度。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: ??1 ??2S2(?1??0)m?t C2M2 由式和,可得: C2M2 ??2 m ??2S2(?2??0) m ?1?S(???)1110C1M1 ?t 所以??1 ?2S2(?2??0)mC2?C1 ?2?1S1(?1??0)m M2 ?t M1 假设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,而周围介质的性质当然也不变,则有?1??2。于是当周围介质温度不变,两样品又处于相同温度?1??2??时,上式可以简化为: ?? )1C2?C1 M2()2 ?t M1( (5) 2、实验误差探讨(1)室温?的变化给测量结果带来的误差根据测量原理,样品周围的空气温度应为恒定的,即?为恒值。但实际情况并不能达到如此。例如,我们需要测量铜的温度由102℃降至98℃所用的时间。在我们大学物理实验中直接进行测量的次数为5次。而每次为了让样品的温度均匀恒定,一般将样品加热到150℃,然后将加热装置移走,盖上防风盖让样品在防风筒内冷却,当样品温度降至102℃时开始计时,降到98℃时停止计时。从样品开始冷却到计时停止大概需要4-5分钟,而同一样品反复多次测量,显然样品周围的空气在不断吸热,导致温度上升。如果一个样品测完后测另一个样品,如铁,若测量铁时空气温度为?′,且?′>?,故对测量室进行修正:由牛顿冷却定律有: m1t2(t???)? c2=c1 m2t1(t??)? (t???)? 根据牛顿冷却定律,在自然冷却的情况下?为一常数,且?>1即冷却法测量金属的比热容实验报告)的结构和测量条件,差别很大。对于温度不断变化的测温场所,特别是瞬间变化的过程,全过程仅1s,则要求传感器的响应时间在毫秒级。因此,普通的传感器会赶不上被测对象的温度变化,并且因此而不能达到热平衡产生误差。这两方面都会对本实验造成系统误差。参考文献: 【1】张烜,常军民,【J】.新疆医科大学学报,XX, 29,663. 【2】林琼,胡勤,分析化学开放式实验教学模式的构造与探索【J】.海南大学学报:自然科学版, XX,27:204-206. 【3】韩得満,贾文平,“开放式实验室”教学模式探索与实践【J】.台州学院学报,XX,31:83-85. 【4】贾玉润,王公治,【M】.上海复旦大学出版社,1987【5】王魁汉,【J】.计量技术,XX 16 物理实验报告姓名NGUYENMANHQUANG-阮孟光学号班级能动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 ,掌握用混合法测定金属的比热容的方法;。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 ,质量为m的物体,当它的温度由最初平衡态变化到新的平衡态?0 ?i时,所吸收的热量Q为 Q?mc(?i??0) 式中mc称为该物体的热容,c称为物体的比热容,单位为J/。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