混合量热法测固体比热容.DOC

混合量热法测固体比热容 概述 比热容是单位质量的物质温度升高1℃时需吸收的热量，它的测量是物理学的基本测量之一。比热容的测量方法很多，有混合法、电热法、冷却法等。由于散热因素很难控制，不管哪种方法准确度都很低。但实验比理论计算简单、方便，有实用价值。应当在实验中进行误差分析，找出减小误差的方法。 【实验目的】 掌握基本量热器的使用方法。 学会用混合法测量固体比热容。 【实验仪器】 量热器、电热杯、物理天平、待测金属块、温度计两支； 量热器（使实验系统粗略地成为一个孤立的热学系统。) 【实验原理】 温度不同的物体混合后，热量将由高温物体传给低温物体。如果在混合过程中和外界没有热交换，最后将达到均匀稳定的平衡温度，在这过程中，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，称为热平衡原理。本实验即根据热平衡原理用混合量热法测定固体比热容。 量热器内筒装有温度为℃水，将质量为克、温度为℃的金属块,迅速放到内筒中，平衡后温度为℃， 金属块:放热而降温；水和量热器内筒、搅拌器：吸热而升温 金属块放出的热量： 水吸收的热量： 量热器内筒和搅拌器吸收的热量： 式中：、—金属块的比热容和质量 、—水的比热容和质量 、—量热器内筒、搅拌器（黄铜材料）的比热容和质量 忽略温度计吸收的热量，根据热平衡原理： （1） 得到 （2） 【实验步骤】 1、向量热器内筒中加入一定量的冷水，测出温度，记为。 2、用天平称出量热器内筒、搅拌器和水的质量，记为M,则水的质量为（为内筒和搅拌器的质量，实验室已给出120.92g） 3、将电热杯盛水加热，用天平称出金属块的质量，待水沸腾后，轻轻放入金属块，待温度稳定后，用温度计测出金属块的初温，电热杯停止加热。 4、将金属块迅速投入量热器中，插上插有温度计的橡皮塞，并不断搅拌，此时水温不断升高，记下平衡温度，即为终温。 5、根据公式求出。 6、重复测量2次，并认真记录数据。 7、实验完毕后，将量热器内筒和电热杯中的水倒出，用纸擦干金属块。 实验仪器参数： 水的比热容为4.173 黄铜的比热容为0.377 【实验数据处理】 1、将实验中测出的各个数值填入下表： 次数 1 2 3 平均 2、将各个测量数值代入（2）式中，求得，再根据重复实验值取平均值、算数平均值得标准偏差。 【误差分析及改进】 缩短操作时间，将被测物体从沸水中取出，然后倒入量热器筒中并盖好的整个过程，动作要快而不乱，减少热量的损失。 严防有水附着在量热器外筒，以免蒸发时带走过多的热量。 不在空气流通过快的地方或在暖气旁做实验，量热器不要放在太阳光下进行试验。 附录 物理天平（physical balance） 物理实验中，常用天平来精确称衡物质的质量。天平是一种等臂杠杆装置，利用直接比较法测量质量。天平的称量和感量是天平的两个重要指标，称量是指天平允许称衡的最大质量；感量是指天平平衡后，要使指针从平衡位置偏转一个小格时，天平两秤盘上的质量差。感量的倒数称为天平的灵敏度，感量越小灵敏度越高。天平的感量不是常数，它与负载有关。负载增加，灵敏度减小，感量值增大。 按天平名义感量与称量之比，天平分为1～10级，天平的等级是衡量天平测量精度的综合指标。对一物体质量称衡结果好坏的评定，不仅取决于所用天平的精度，还取决于所用砝码的精度，砝码精度分五个等级。按规定，不同级别的天平，配置与之相对应的砝码，实验中所用的WL-1型物理天平配用四等砝码。 常用的WL-1型天平结构如图3-3-3所示，其称量为1000g，横梁上的游码D，用来称量2g以下的物体。游码向右（或左）移动一个小格，相当于在右盘中加（或减）0.05g砝码。 使用物理天平必须按以下步骤进行： 仪器检查。天平的横梁两边及相应的吊耳、挂篮、秤盘上都打有“1”、“2”标记，在动手操作之前要检查一下天平横梁、吊耳、挂蓝、秤盘等是否按标记装配正确，砝码是否齐全。 （2）调整底座水平。调节底脚螺钉F、F￠，使L中的气泡居中。 （3）调节平衡（调节零点）。将游码移至零点，缓慢转动旋扭K，升起横梁B，观察指针J的摆动情况。调节平衡螺母E、E￠，直至慢慢升起横梁时，指针在标尺中心不动。 （4）称衡。将待测物体放在左盘，用镊子向右盘加取砝码或拨动游码，升起横梁观察天平是否平衡。加取砝码应由大到小逐个试用，并按逐次逼近法调节，直至最后调节