比热容的测量(预习报告)VIP专享

比热容的测量（预习报告）实验目的（1）学习测量液体比热容的原理和方法。（2）了解量热实验中产生误差的因素及减少误差的措施。实验原理当一个孤立的热学系统最初处于平衡态时，它有一初温 T1；当外界给予该系统一定热量后，它又达到新的平衡时，有一末温 T2。假如该系统中没有发生化学变化或相的转变，那么该系统获得的热量为：Q=(m1c1+m2c2+…)(T2-T1)式中 m1,m2,…为组成该系统的各种物质的质量；c1,c2,…为相应物质的比热容。为了简便而又不影响测量结果，可将量热系统里除待测物质以外的其他所有器具的热容量统统折合成水所相当的热容 W，成为它们的“水当量”。本实验中，采纳由电热丝给待测液体供热，直接测出比热容的方法。在量热器内安装电热丝，通以电流，在一定的时间内电热丝放出的热量为：Q=U2г/R 式中为加在电热丝两端的电压，R 为电热丝的电阻，г 为通电的时间。式中各量的单位均为 SI 单位。假如该量热器中所盛放的待测液体的质量为 m，比热容为 c，通点前后量热器得初温柔末温分别为 T1和 T2，在测量过程中没有热量散逸的情况下，应有U2г/R=（mc+W）（T2-T1） 即 c=[U2г/R（T2-T1）-W]/m式中的 W 的可以用拟合测量法来求出。在同一量热系统的容器内，盛不同质量的待测液体，做几次试验，分别测出各次实验中的液体质量 mi 及相应的总热容 Ci= U2г/R（T2-T1）。则Ci=W+mic严格的说，W 不是定值，只是相对于待测液体热容来说，它所占的比例小，其值的变动可忽略。故可用直线拟合的方法求出待测液体的比热容 c 及 W。方法一：以上各式成立的条件是在量热实验过程中没有热量逸散。实验中从 T1升温到 T2的过程中不可避开的存在散热问题。为了减少散热，实验时是量热筒内外温差以及量热筒的初末温差不要过大（也不要过小，以致降低测量准确程度），在这种情况下，系统散热服从牛顿冷却定律，可运用牛顿冷却定律进行散热修正。牛顿冷却定律：dT/dг=-k(T-θ)式中 T 为系统温度，θ 为环境温度，k 为散热常数，它取决于系统的表面状况及其与环境间的关系。在保持环境温度不变，且|T-θ|不大（比如小于 5℃）的情况下，对某一定质量的系统来说 k 为一常数。方法二：近现代传热学理论阐明，一般空气中自然对流条件下，冷却过程微分方程的普遍式为：dT/dг=-k(T-θ)| T-θ|1+k/| T-θ|记内外温差（T-θ）=u 由上式做进一步近似可得：г=b*f(u)+a式中 b=Csi/P 在 kCsi为定值时，f(u)=u+4ksi|u|9...