冷卻規(guī)律的研究

1、冷卻規(guī)律的研究一、實驗目的研究物體冷卻規(guī)律二、實驗儀器1.YJ-RZT-II數(shù)字智能化熱學綜合實驗平臺；2.恒溫加熱盤C；3.鋁盤；4.膠木墊板；5.測量探頭；6.底座；7.天平。三、實驗原理當物體的溫度與周圍環(huán)境(介質)的溫度不相同時.由于對流、傳導和輻射的作用，物體的內能就要隨時間而變化。物體不是從周圍環(huán)境獲得熱量，就是向周圍環(huán)境發(fā)散熱量，因此，物體的溫度也就隨時間而變化，直至與所處環(huán)境的溫度完全一致。即使在很精密的實驗中，人們也很難完全阻止這種熱交換的發(fā)生。由于物體表面形狀、表面狀態(tài)及周圍環(huán)境的復雜性，要想用純理論方法來估算這一交換過程中散失或獲得的熱量是困難的，本實驗將介紹和研究這一熱

2、換過程并估算其交換熱量的實驗方法。一般情況下，由于物體的溫度不是很高，輻射散熱的作用可以忽略；又如果物體沒有與良導體直接接觸，熱傳導也可不計。這樣。被加熱物體與周圍環(huán)境的熱交換主要是對流。當物體的溫度高于環(huán)境（空氣）的溫度0，那么物體的一部分熱量將通過對流的方式散發(fā)給周圍空氣，其溫度將逐漸下降。若在時間t到（t+t）這一間隔中，物體溫度下降了，則在t時間內，物體所散失的熱量為Q=mc,式中，m是物體的質量，C是物體的比熱容。每單位時間內物體散失的熱量為 (1)式中，顯然也與溫度差（-0）有關，并還與物體周圍對流散熱的情況（對流分自然對流和強迫對流。沒有風吹時，物體與周圍空氣的對流是自然對流；有

3、風吹時是強迫對流，可用系數(shù)a表示）和物體表面及周圍介質有關。在一定近似程度內，可以寫成 （2）上式就是冷卻定律的表達式。式中k是與物體表面狀況、周圍介質等有關的系數(shù)，當環(huán)境條件不變時，它是一個常數(shù)。綜合式（1）和式（2）得 （3）本實驗將通過觀測鋁盤的冷卻過程來測出a及，由于式（3）在直角坐標圖上是一曲線，改用雙對數(shù)坐標可使其成為一直線，并很容易在圖上求得a及。若已知其m和c，就可以求出k值，把k和a代入（2），就可以從實驗中得到冷卻定律，并估算其交換的熱量，至于鋁盤冷卻過程中的溫度?？捎谩吧岜P”溫度測到。四、實驗內容1、按圖3連接好實驗裝置，記下室溫0，順時針調節(jié)“溫度粗選”和“溫度細選”

4、鈕到底，打開加熱開關，用加熱盤對標準樣品加熱，同時監(jiān)視樣品溫度，達70.0停止加熱。并將加熱盤移開，使樣品自然冷卻，繼續(xù)觀察鋁盤的溫度變化，并用計時器計時，記錄溫度1和對應時間t1。初始時由于樣品溫度與室溫差別較大，降溫較快，所以記錄點要略密些。隨著樣品降溫，溫差變小，變化緩慢，記錄時間間隔可加大。當溫度約為50時，停止測量。圖12、在毫米方格紙上，以t為橫人坐標，為縱坐標，作出曲線。3、由于式（3）中a出現(xiàn)在指數(shù)上，故可對式（3）兩過取對數(shù)，得： （5）在冷卻曲線上。均勻取5個數(shù)據(jù)點。分別作出該點的切線，記錄各切點溫度及、,并求出斜率的絕對值。（如圖1所示）再以為橫坐標。為縱坐標，在雙對數(shù)坐標上作出5個數(shù)據(jù)點，連成一直線，其斜率即為a值。，而直線與縱坐標交點值即為。（如圖2所示）（·S-1）4、稱出鋁盤質量m,算出k值（為已知）把k、a和代入式（2）即得鋁盤的冷卻定律。五、注意事項如