实验四固体比热容的测量混合法.ppt

关于实验四固体比热容的测量混合法实验四、固体比热容的测量（混合法）实验目的实验内容实验重点实验仪器设备及材料实验简介量热器实验原理实验步骤思考第2页,共26页，2024年2月25日，星期天一、实验目的1.通过实验了解量热器构造，学习对实验环境的控制2.掌握基本测量仪器使用，及正确合理地分析误差。二、实验内容通过实验了解量热器构造，学习对实验环境的控制三、实验重点1.了解量热器的构造，如何保证量热器为孤立系统。2.如何对实验过程中的吸热、散热做出校正，尽量使二者相抵消，以提高实验的精度。四、实验主要仪器设备及材料金属块，分析天平，量热器，温度计，烧杯，水，电热杯，冰箱,量筒,搅拌器，秒表，镊子。第3页,共26页，2024年2月25日，星期天第4页,共26页，2024年2月25日，星期天五、实验简介19世纪，随着工业文明的建立与发展，特别是蒸汽机的诞生，量热学有了巨大的进展。经过多年的实验研究，人们精确地测定了热功当量，逐步认识到不同性质的能量（如热能、机械能、电能等）之间的转化和守恒这一自然界物质运动的最根本的定律，成为19世纪人类最伟大的科学进展之一。从今天的观点看，量热学是建立在“热量”或“热质”的基础上的，不符合分子动理论的观点，缺乏科学内含。但这无损量热学的历史贡献。至今，量热学在物理学、化学、航空航天、机械制造以及各种热能工程、制冷工程中都有广泛的应用。第5页,共26页，2024年2月25日，星期天比热容是单位质量的物质升高（或降低）单位温度所吸收（或放出）的热量。比热容的测定对研究物质的宏观物理现象和微观结构之间的关系有重要意义。本实验采用混合法测固体（锌粒）的比热容。在热学实验中，系统与外界的热交换是难免的。因此要努力创造一个热力学孤立体系，同时对实验过程中的其他吸热、散热做出校正，尽量使二者相抵消，以提高实验精度。第6页,共26页，2024年2月25日，星期天六、量热器量热器种类很多，因测量目的不同，有不同结构.本实验如图所示：由绝热材料制成的外筒②和由良导体材料制成的内筒①构成.容纳液体的内筒固定在由保温材料构成的绝热架⑥上，外筒口用胶木盖⑤盖住，胶木盖的中央孔用来插温度计③，旁边的小孔用来插搅拌器④.量热器这种内外筒封闭结构减少了对流和热传导，内筒壁又很光洁减少了热辐射，从而减少了筒内液体与周围环境的热交换.第7页,共26页，2024年2月25日，星期天七、实验原理?1、热平衡原理设一个热力学孤立体系中有n种物质，其质量分别为，比热容为（）。开始时体系处于平衡态，温度为，与外界发生热量交换后又达到新的平衡态，温度为，若无化学反应或相变发生，则该体系获得（或放出）的热量为：（1）第8页,共26页，2024年2月25日，星期天2、混合法测比热将质量为m的待测金属块（设其比热容为c），温度为投入量热器内的水中。设量热器（包括量热器内筒、搅拌器和温度计插入水中部分）的热容为C。水的质量为，比热容为。金属块投入水之前，水温为，投入后其混合温度为，则在不计量热器与外界热交换的情况下，将存在下列关系：（2）即（3）第9页,共26页，2024年2月25日，星期天3、量热器的热容量热器的热容C可以根据其质量和比热容算出。设量热器内筒和搅拌器由相同的物质制成，其质量为，比热容为，则（4）式中是温度计浸入到水中的部分的热容。温度计的热容可这样计算：水银温度汁由玻璃（密度，比热容为J/(kg·℃)和水银（密度为，比热容为J/(kg·℃)），根据热容，两者的比热容与密度的乘积基本相同，所以第10页,共26页，2024年2月25日，星期天体积单位换算成立方厘米单位后，即为