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金属比热容的测量
大学物理实验(一)
实验目的
比热容:单位质量的物质,其温度升高1K所需的热量叫做该物质的比热容,用c 表示,其值随温度而变化。
利用牛顿冷却规律用比较法测量100℃时金属比热容
测量金属Cu的冷却曲线。
标准参照金属:铜
待求金属:铁、铝
实验原理
1、牛顿冷却规律: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。(比例系数称为热交换系数。)
牛顿冷却定律是牛顿在1700年用实验确定的,在强迫对流时与实际符合较好,在自然对流时只在温度差不太大时才成立。
2、比热容的测量原理与方法:
质量为M1的样品加热后在低温环境冷却:单位时间热量损失
与温度下降速率成正比
根据牛顿冷却定律有
尺寸相同:S1=S2
环境相同:a1=a2
样品1的降温速率
样品2的降温速率
样品1:
样品2:
分别测量100℃时Cu 、Fe、Al的降温速率,即可求用(3)式算出Fe、Al的比热容
本实验温度用热电偶测量
降温速率测量方法:记录样品从102 ℃()降温到
98 ℃()所需要的时间求出
实验内容
1、用比较法测量100℃时Fe和Al的比热容
2、测量Cu的温度对时间的冷却规律(按下表的时间间隔)
时间
(S)
0
15
30
45
60
75
90
105
电压(mV)

时间
(S)
125
150
200
250
300
400
500
600
电压(mV)
实验内容
样品 Fe、Cu和Al。
实验仪器
防护罩
杜瓦瓶
电烙铁
样品室
热电势
时间
实验步骤
短接调零数字电压表(每换一次材料都调)。
按实验要求连接好加热仪和热电偶测试仪。
将实验样品套在容器内的热电偶上,不盖有机玻璃盖,下降实验架,使电烙铁全套在样品上给样品加热。把样品加热到约131℃()时,断开加热开关。上升加热源(有机玻璃罩和盖都盖好),使样品在样品室自然冷却。