液體比熱容的測定報告

梧州學(xué)院學(xué)生實驗報告成績：—指導(dǎo)教師：-專業(yè)：班別：實驗時間：實驗人：學(xué)號：—同組實驗人：實驗名稱：液體比熱容的測定實驗?zāi)康模?、學(xué)習(xí)測定液體比熱容的一種方法。2、學(xué)會使用FD-LCD-A液體比熱容實驗儀。實驗儀器：序號名稱單位數(shù)量備注1實驗主機臺12實驗容器套1內(nèi)筒（銅）、外筒（有機玻璃）、隔離筒（銅）各一只3溫度傳感器根24電源線根15串行通訊線根16產(chǎn)品說明書本17合格證書份18聯(lián)機軟件份1選配注意事項：1、做實驗前必須精讀FD-LCD-A液體比熱容實驗儀的使用說明書，正規(guī)操作。2、注意食鹽水的配制，必須保證飽和。FD-LCD-A液體比熱容實驗儀實驗裝置示意圖B31O111、實驗主機2、溫度顯示表3、查閱按鈕4、復(fù)位按鈕5、電源開關(guān)6、實驗外筒7、實驗內(nèi)筒8、環(huán)境水9、傳感器10、被測液體11、傳感器12、堅固螺絲【實驗原理】由牛頓冷卻定律知，一個表面溫度為。的物體，在溫度為七的環(huán)境中自然冷卻（。＞?！悖?，在單位時間里物體散失的熱量標(biāo)與溫度差（6-60）有下列關(guān)系：*=kG-00）當(dāng)物體溫度的變化是準(zhǔn)靜態(tài)過程時，上式可改寫為：祟=五＜6-6）（1）&CoS

(1)式中岑為物體的冷卻速率，C為物質(zhì)的熱容，k為物體的散熱常數(shù)，與物體的表面性質(zhì)、表面積、物體周圍介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)以及物體表面溫度等許多因素有關(guān)，0和90分別為物體的溫度和環(huán)境的溫度，k為負(fù)數(shù)，0-00的數(shù)值應(yīng)該很小，大約在1O—15°C之間。如果在實驗中使環(huán)境溫度00保持恒定(即0。的變化比物體溫度0的變化小很多)，則可以認(rèn)為0是常量，對式(1)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，可以得下述公式：In(0-0)=—t+b(2)(式中b為積分常數(shù))。00CS可以將式(2)看成為兩個變量的線性方程的形式：自變量為t，應(yīng)變量為ln(0-0)，直線斜率0為kCs，本實驗利用式(2)進(jìn)行測量，實驗方法是：通過比較兩次冷卻過程，其中一次含有待測液體，另一次含有已知熱容的標(biāo)準(zhǔn)液體樣品，并使這兩次冷卻過程的實驗條件完全相同，從而測量式(2)中未知液體的比熱容。在上述實驗過程中，使實驗系統(tǒng)進(jìn)行自然冷卻，測出系統(tǒng)冷卻過程中溫度隨時間的變化關(guān)系，并從中測定未知熱學(xué)參量的方法，叫做冷卻法；對兩個實驗系統(tǒng)在相同的實驗條件下進(jìn)行對比，從而確定未知物理量，叫做比較法。比較法作為一種實驗方法，有廣泛的應(yīng)用。利用冷卻法和比較法來測定待測液體(如飽和食鹽水)的熱容的具體方法如下：利用式(2)分別寫出對已知標(biāo)準(zhǔn)液體(即水)和待測液體(即飽和食鹽水)進(jìn)行冷卻的公式，如下：lnG-0)=~^t+b'(3)lnG-0)=^^—t+b"(4)0WC,0sC"以上兩式中Cs?和Cs”分別是系統(tǒng)盛水和鹽水時的熱容。如果能保證在實驗中用同一個容器分別盛水和鹽水，并保持在這兩種情況下系統(tǒng)的初始溫度、表面積和環(huán)境溫度等基本相同，則系統(tǒng)盛水和鹽水時的系數(shù)k?與k"相等，即：k-=k"=k令S和S"分別代表由(3)式和(4)式畫出的兩條直線的斜率，即S=上C'SS=上C'SakS"=—C"S可得SC'=S"C"SS(5)式中S'和S"的值可由最小二乘法得出熱容CS和CS”分別為C'=mc、+mc+mc+5C'S1122Cs"=m"c+mc+mc+5C"，其中m，,m",c,c分別為水和鹽水的質(zhì)量及比熱容；m，m，c，c分別為量熱器內(nèi)筒和攪拌器X1212C'=mc、+mc+mc+5C'S11221

c=——Xm"SC'S"S(6)其中水的比熱容為c=4.18x103J(kg?K)量熱器內(nèi)筒和攪拌器通常用金屬銅制作，其比熱【實驗內(nèi)容和步驟】1.用冷卻法測定飽和食鹽水的熱容將外筒冷卻水加至適當(dāng)高度(要求6的波動W0用內(nèi)部干燥的量熱器內(nèi)筒取純凈水。要求：純凈水體積約占內(nèi)筒的2/3體積、7離筒，開始實驗。每隔1min分別記錄次純凈】用清洗過的內(nèi)筒盛取飽和食鹽水。要求:食鹽水的體積約占內(nèi)筒的2/3體積、飽稱其質(zhì)量后，放入隔離筒，開始實驗。每隔1分辛共測20min?！緮?shù)據(jù)記錄及處理】內(nèi)杯的質(zhì)量=g序號TaTb12345678910內(nèi)杯的質(zhì)量=g飽序號TaTb12345678910(1)在同一張直角坐標(biāo)紙中，對純凈水及鹽水/一條直線。如果是，則可以認(rèn)為檢驗了式(2)，并容為：c=c=0.389x103J/(kg?K)雖度不超過土0.5°C)溫度6約比60高10?15C。稱其質(zhì)量后，放入隔水溫度6和外筒冷卻水的溫度60，共測20分鐘。Q和食鹽水的初溫與純凈水初溫之差不超過1C。；中記錄次食鹽水溫度6和外筒冷卻水的溫度6，0純凈水的質(zhì)量=g序號TaTb11121314151617181920］和食鹽水的質(zhì)量=g序號TaTb11121314151617181920分別作“l(fā)n(6-6)—t”圖，檢驗得到的是否為0間接檢驗了式(1)，也就是說，被研究的系統(tǒng)的冷卻速率同系統(tǒng)與環(huán)境之間溫度差成正比。對水和鹽水分別取ln(6-6o)及相應(yīng)的t的數(shù)據(jù)，用最小二乘法分別求出兩條直線的斜率S'和S-，并由此得出未知飽和食鹽水的比熱容cx。