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1、冷却法测量金属比热容实验目的：1.了解牛顿冷却定律2.掌握冷却法测量金属比热容的方法实验仪器：金属比热容测定仪金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件实验原理：1.比热容: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。2.牛顿冷却定律：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。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件 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。 金属比
2、热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件将质量为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。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件根据冷却定律有：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：金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件同理，对质量为同理，对质量为M2，比热容为，比热容为C2的另一种金的另一种金属样
3、品，可有同样的表达式：属样品，可有同样的表达式：金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件 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:金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件 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。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件几种金属材料的比热容见表1：(P200) 比热容温度
4、CFe CAl CCu 1000.1100.230 0.0940单位：金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件实验仪器介绍实验仪器介绍金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件 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。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件实验步骤：1.用铜-康铜热电偶测量温度，由数字电压表mV数查表即可换算成温度。2. 将三种金属样品(铜、铁、铝)用物理天平质量M，再根据MC
5、uMFeMAl这一特点，把它们区别开来。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件 3.使热电偶热端的铜导线与数字表的正端相连；冷端铜导线与数字表的负端相连。当数字电压表读数为某一定值即200 时，切断电源移去电炉，样品继续安放在与外界基本隔绝的金属圆筒内自然冷却(筒口须盖上盖子)。当温度降到接近102 时开始记录，测量样品由102 下降到98 所需要时间 。按铁、铜、铝的次序，分别测量其温度下降速度，每一样品重复测量5次。金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件利用简化后的公式：计算铁和铝的比热容 ，选取铜的比热容0.0940cal/(goC)计算。金属比热容的测量金属
6、比热容的测量PPTPPT课件课件实验数据处理1.将数据填入下表 次数样品12345平均值误差FeCuAl金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件2.利用公式：计算铁和铝的比热容金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件温度温度012345678910热热 电电 动动 势势 (mV)00.0000.0390.0780.1170.1560.1950.2340.2730.3120.3510.3910100.3910.4300.4700.5100.5490.5890.6290.6690.7090.7490.78910200.7890.8300.8700.9110.9510.992
7、1.0321.0731.1141.1551.19620301.1961.2371.2791.3201.3611.4031.4441.4861.5281.5691.61130401.6111.6531.6951.7381.7801.8221.8651.9071.9501.9922.03540502.0352.0782.1212.1642.2072.2502.2942.3372.3802.4242.46750602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.8642.90860702.9082.9532.9973.0423.0873.1313.1763.2213.2663.3123.35770803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.6303.6763.7213.7673.81380903.8133.8593.9063.9523.9984.0444.0914.1374.1844.2314.277901004.2774.3244.3714.4184.4654.5124.5594.6074.6544.7014.749100附：热电偶分度表金属比热容的测量金属比热容的测量PPTPPT课件课件
