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):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。
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