金属比热容测量实验中误差的来源探讨和修正.doc

天津师范大学
本科毕业论文（设计）
题目：金属比热容测量实验中误差的来源探讨和修正
学 院：物理与电子信息学院
学生姓名：于永洋
学 号：07506015
专 业：物理学
年 级：2007级
完成日期：2011年5月
指导教师：曹猛
测量金属比热容实验中误差的来源探讨和修正
于永洋
（天津师范大学物理与电子信息学院）
摘要：金属比热容的测量是大学物理中的一个经典实验，但由于在实验过程中受 外界环境影响因素较大，造成测量结果往往有一定偏差。本研究分析了混合法测 量金属比热容实验中可能产生实验误差的各种因素，对误差对结果的影响进行分 析，并提出改进的实验方法用以减小误斧的影响。
关键词：误斧、比热容、混合法
Error to explore and fixed in metal specific heat capacity
measurement
YU YONGYANG
(College of Physics and Electronic Information Science, Tianjin Normal University)
Abstract: Specific Heat capacity measuring in metal is the classic college physics experiment. Certain delation often measurement results because of the experimental process by external environment factors. This study analyzes various factors of the error by the cooling method and hybrid method. Analysing the influence of the error of the results and some improvements to the experimental method to lower the error influence.
Keywords： error, specific heat capacity, hybrid method
引言 1
一、 研究背景 1
二、 实验仪器与原理 2
(-)混合法测量物体比热容 3
三、 实验结果与误差讨论 4
(一)混合法测量结果与误差分析 7
1•测量数据与结果 7
产生的误差及影响分析 8
散热修正 8
四、 结论 9
致谢 10
参考文献 10
引言：物理实验过程就是对各种物理量进行测量的过程。由于受到实验条件、 测量仪器、环境等各方面因素的限制，所获测量结果不可能是无限精确的，因此 在测量值与客观存在的真实值之间往往会存在着一定的差异，这种差异一般叫做 测量误差。误差的来源有许多种，一般可以分为系统误差和随机误差两类。其中 随机误差又是客观存在，不可避免的。我们做实验要得到正确的实验结果，除了 在实验过程中要严格遵守实验操作规程和步骤外，对实验中误差的来源进行分析 和讨论，找到可能产生误差的地方对所测结果进行误差修正，排除这些误差的干 扰也是具有非常重要的作用的［1也。
一、研究背景
在19世纪中叶，随着西方工业文明的建立与发展，特别是蒸汽机的发明和 产生，量热学有了巨大的进展。经过多年的实验研究，人们能够精确地测定了热 功当量，并且逐步认识到不同性质的能量（如机械能、电能、热能、化学能等） 之间可以转化和守恒这一自然界物质运动的最根本的定律，能量守恒定律的发现 是19世纪人类最伟大的科学进展之一。尽管从今天的观点看，量热学是建立在 “热量”或“热质”的基础上的，不符合现代分子动理论的观点，缺乏科学的内 含®讥但这无损于量热学的历史贡献。至今，量热学在物理学、化学、机械制 造、航空航天以及各种热能工程、制冷工程等领域中都有非常广泛的应用。比热 容是量热学中一个极其重要的物理量，定义为单位质量的某种物质温度升高或者 降低1摄氏度所吸收或放出的热量。知道物体的比热容具有很重要的意义，比 如我们可以根据水的比热容比较大的特性在工业上用来冷却发热的机器，在农 业上对秧苗进行保温等。固体材料由于具有很好的刚性和延展性，在现代 工业中具有越来越重要的应用。研究各种固体材料的比热是非常有用的，可以 根据不同材料的比热选择相应合适的材料制作物件，所起到的效果也会非常显 著。测量金属比热容的实验是大学物理实验中的经典实验，比热容的测量方法尽 管有很多种（比如冷却法，混合法，电热法等），但无论用哪种方法测量，都受 到外界系统环境的影响比较大，影响实验的误差因素较多，造成测