H12833 液體比熱容的測定方法

時間：2016-08-07作者：濟寧市科爾奇機電設(shè)備有限公司瀏覽：263

H12833 液體比熱容的測定方法

 

 

比熱容是單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃時需吸收的熱量，它的測量是物理學(xué)的基本測量之一，屬于量熱學(xué)的范疇。量熱學(xué)在許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，特別是在新能源的開發(fā)和新材料的研制中，量熱學(xué)的方法是不可缺少的.比熱容的測量方法很多，有混合法、冷卻法、比較法（用待測比熱容與已知比熱容比較得到待測比熱容的方法）等。本實驗用的是電熱法測比熱容，它是比較法的一種.各種方法，各具特點，但就實驗而言，由于散熱因素很難控制，不管哪種方法實驗的準(zhǔn)確度都比較低。盡管如此，由于它比復(fù)雜的理論計算簡單、方便，實驗還具有實用**.當(dāng)然，在實驗中進行誤差分析，找出減小誤差的方法是必要的.

每種物質(zhì)處于不同溫度時具有不同數(shù)值的比熱容，一般地講，某種物質(zhì)的比熱容數(shù)值多指在一定溫度范圍內(nèi)的平均值.

 

一. 實驗?zāi)康?/span>

用電熱法測定液體的比熱容

 

二. 實驗儀器

H12833液體比熱容測定儀、電子天平（自備）

 

三.技術(shù)指標(biāo)

1.實驗項目：電熱法液體比熱容的測定

2.溫度測量范圍：-50-125℃，精度±0.1℃, 三位半數(shù)顯

3.計時范圍：0-100分，精度：±0.1S                    

4.電流測量范圍：0-1.999A；三位半數(shù)顯

5.電壓測量范圍：0-19.99V;三位半數(shù)顯

6.電壓輸出：9-16V

 

四．實驗原理

1.基本原理

孤立的熱學(xué)系統(tǒng)在溫度從T₁升到了T₂時的熱量Q與系統(tǒng)內(nèi)各物質(zhì)的質(zhì)量m₁，m₂…和比熱容c₁，c₂…以及溫度變化T₁－T₂有如下關(guān)系:

                Q﹦（m₁c₁＋m₂c₂＋…）（T₂－T₁）                          （1）

式中，  m₁c₁，m₂c₂…是各物質(zhì)的熱容量.

在進行物質(zhì)比熱容的測量中，除了被測物質(zhì)和可能用到的水外，還會有其他諸如量熱器、攪拌器、溫度傳感器等物質(zhì)參加熱交換。為了方便，通常把這些物質(zhì)的熱容量用水的熱容量來表示。如果用m_x和c_x分別表示某物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容，c表示水的比熱容，就應(yīng)當(dāng)有m_xc_x﹦c₁ω.式中ω是用水的熱容量表示該物質(zhì)的熱容量后“相當(dāng)”的質(zhì)量，我們把它稱為“水當(dāng)量”.              

2.實驗公式

如圖1所示，在量熱器中裝入質(zhì)量為m₁，比熱容為c₁的待測液體(如水)，當(dāng)通過電流I時，根據(jù)焦耳﹣楞次定律，量熱器中電阻產(chǎn)生的熱量為

                              Q＝IUt                                  (2)

式中，I為電流強度，U為電壓,t為通電時間.

如果量熱器中液體（包括量熱器及其附件）的初始溫度為T₁，在吸收了加熱器釋放的熱量Q后，終了的溫度為T₂.m₂為量熱器內(nèi)筒的質(zhì)量,c₂為不銹鋼量熱器內(nèi)筒的比熱容,攪拌器和溫度傳感器等用水當(dāng)量ω表示，水的比熱容為c₀，則有  

                 IUt=(c₁m₁+c₂m₂+c₀ω)(T₂-T₁)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

 圖1

 

                 C₁=〔IUt/（T₂-T₁）-c₂m₂〕/(m₁+ω)                      （3）

不銹鋼在25℃時的比熱容C₂為0.502 cal·g^-1·℃^-1(2.101J·g^-1·℃^-1), 水在25℃時的比熱容c₀為0.9970cal·g^-1·℃^-1(4.173 J·g^-1·℃^-1).本量熱器的水當(dāng)量ω﹦9.50 g

 

五.實驗步驟

用電熱法測水的比熱容

(1)  用天平稱出量熱器中水的質(zhì)量m₁(130—140g)和不銹鋼量熱器內(nèi)筒的質(zhì)量m_2.

(2)  圖2為YH12833液體比熱容測定儀面板, 攪拌電機電纜插頭與電纜插座Ⅰ相連,溫度傳感器電纜與電纜插座Ⅱ相連，加熱器電纜與電纜插座Ⅲ,打開電源開關(guān)，打開攪拌開關(guān)，記下初溫T₁，

圖2

(3) 打開加熱開關(guān)，同時開始計時,通電5分鐘，停止加熱,在通電過程中要不斷攪拌，記錄電流、電壓值.停止加熱后，仍要繼續(xù)攪拌，待溫度不再升高時,記下液體的末溫T₂.

注意：必須連接好所有的連接線以后才能開、關(guān)電源.

六.數(shù)據(jù)記錄及處理

1. 自擬數(shù)據(jù)表格記錄數(shù)據(jù).

2. 按式（3）求出待測液體的比熱容，并與公認(rèn)值相比較求出百分誤差.本量熱器的水當(dāng)量ω﹦9.50 g.

 

七．注意事項

1. 供電電源插座必須良好接地；

2. 在整個電路連接好之后才能打開電源開關(guān)；

3. 嚴(yán)禁帶電插拔電纜插頭。

 

八.成套性

1.液體比熱容測定儀主機  一臺

2. 液體比熱容量熱器  一個

3. 測溫探頭 一個

4. 說明書   一份

5. 合格證   一份

 


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