冷却法测金属比热容.ppt

实验简介仪器及调整
实验目的实验数据
实验原理
预习题
实验内容思考题
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【实验简介】
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
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今)【实验目的】
以铜为标准样品,测定铁、铝样品在
100℃或200℃时的比热容。
令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
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÷【实验原理】
今单位质量的物质,其温度升高1K(1℃)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(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
(1)
GM
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°(1)式中C1为该金属样品在温度θ时的比热
容,为金属样品在θ1的温度下降速率,根据
冷却定律有:
f(y(2
令(2)式中为热交换系数,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。由式(1)和(2),可得
△O,
C1M1△t
-s
(3)
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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:
△6
(4)
由上式(3)和(4),可得:
CM,
S(-
A GS(0-0)
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C=C如st)
M
A aS(e-0)
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°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a1=a2。于是当周围介质温度不
变(即室温θ0恒定)两样品又处于相同温
度θ1=日2=0时,上式可以简化为:
M
△t
△6
M
△t
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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。
已知铜在100℃时的比热容为:
Cc=393/(kg℃)
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【实验内容】
测量铁和铝100℃时的比热容
◆1、用铜一康铜热电偶测量温度,而热电偶
的热电势采用温漂极小的放大器和三位半
数字电压表,经信号放大后输入数字电压
表显示的满量程为20mV,读出的mV数查
表即可换算成温度
2、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M。再根
据Mu>MF>MA这一特点,把它们区别开
来