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《冷卻法測(cè)金屬比熱容Wang》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、冷卻法測(cè)量金屬的比熱容大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(1)深圳大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用冷卻法測(cè)量金屬比熱容。加深對(duì)比熱容、冷卻定律的理解。掌握熱電偶測(cè)量溫度的原理與方法。實(shí)驗(yàn)原理單位質(zhì)量的物質(zhì)，其溫度升高1K（1℃）所需的熱量叫做該物質(zhì)的比熱容，其值隨溫度而變化。國際單位：J/(kg·K)常用單位：cal/(kg·℃)、J/(kg·℃)、cal/(g·℃)根據(jù)冷卻定律，樣品因?qū)α鞫鴵p失的熱量為：熱交換系數(shù)樣品外表面積樣品溫度環(huán)境溫度常數(shù)強(qiáng)迫對(duì)流為1，自然對(duì)流為1.25牛頓冷卻定律-降溫方程:這是一個(gè)關(guān)于時(shí)間的一階常微分方程。對(duì)另外一金屬有：兩式相比，整理有：如果兩樣品形狀尺寸相同，
2、兩樣品表面狀況相同，周圍環(huán)境相同，那么，當(dāng)周圍介質(zhì)溫度不變（即室溫恒定而樣品又處于相同溫度時(shí)），上式可以簡(jiǎn)化為：如果已知標(biāo)準(zhǔn)樣品的比熱容c1、質(zhì)量M1；待測(cè)樣品的質(zhì)量M2及兩樣品在溫度θ時(shí)冷卻速率之比，就可以求出待測(cè)的金屬材料的比熱容c2。測(cè)量樣品（Fe和Al）在100℃時(shí)的比熱容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容FeCuAl實(shí)驗(yàn)儀器防護(hù)罩杜瓦瓶電烙鐵樣品室熱電勢(shì)時(shí)間實(shí)驗(yàn)步驟短接數(shù)字電壓表輸入接線柱，調(diào)零數(shù)字電壓表。按實(shí)驗(yàn)要求連接好加熱儀和熱電偶測(cè)試儀。將實(shí)驗(yàn)樣品套在容器內(nèi)的熱電偶上，蓋上有機(jī)玻璃蓋，下降實(shí)驗(yàn)架，使電烙鐵套在樣品上給樣品加熱。把樣品加熱到200℃（數(shù)字電壓表讀數(shù)8.20mV）時(shí)，斷開加熱開關(guān)。移去加熱
3、源，使樣品在樣品室自然冷卻。記錄試驗(yàn)樣品溫度從102℃（數(shù)字電壓表讀數(shù)4.37mV）下降到98℃（數(shù)字電壓表讀數(shù)4.18mV）所需要時(shí)間Δt?？砂磋F、銅、鋁的次序，分別測(cè)量其溫度下降速度，每一樣品重復(fù)測(cè)量5次。實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(xiàng)取換樣品時(shí),用鑷子拿取,注意不要燙到手或電線加熱器下降時(shí)注意樣品的位置測(cè)量降溫時(shí)間時(shí)，按鍵動(dòng)作要迅速，減小人為計(jì)時(shí)誤差數(shù)據(jù)記錄12345FeCuAl樣品從102℃（數(shù)字電壓表讀數(shù)4.37mV）下降到98℃（數(shù)字電壓表讀數(shù)4.18mV）所需要時(shí)間Δt:樣品次數(shù)時(shí)間已知樣品質(zhì)量：Mcu=4.830gMFe=4.028gMAl=1.500g100℃時(shí)銅的比熱：ccu=0.094
4、cal/(g·℃)數(shù)據(jù)處理對(duì)△t取平均值，△θ=4℃，分別計(jì)算100℃附近Fe、Cu、Al的降溫速率根據(jù)式（12-6），計(jì)算Fe、Al的比熱容。思考題比熱容的定義是什么？單位是什么？根據(jù)式（12-6），測(cè)量比熱容的條件是什么？謝謝！附錄—熱電偶測(cè)溫原理：熱電偶是利用溫差電效應(yīng)制成的測(cè)溫元件，它是由兩種不同的金屬焊接而成的回路。當(dāng)兩接點(diǎn)a、b的溫度不同時(shí)，在閉合回路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)稱為溫差電動(dòng)勢(shì)ε。熱電偶測(cè)溫原理圖詳細(xì)介紹兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成如圖所示閉合回路，若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這種現(xiàn)象叫做熱
5、電效應(yīng)。這種現(xiàn)象早在1821年首先由西拜克（See－back）發(fā)現(xiàn),所以又稱西拜克效應(yīng)。熱電偶原理圖TT0AB熱電偶回路中所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由兩部分組成，即溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。熱端自由端1.接觸電勢(shì)+ABTeAB(T)-接觸電勢(shì)的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。AeA(T,To)ToT2.溫差電勢(shì)熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無關(guān)。導(dǎo)體材料確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差。為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定（一般保持0）。把熱電偶的參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。為了避免冰水導(dǎo)電
6、引起兩個(gè)連接點(diǎn)短路，必須把連接點(diǎn)分別置于兩個(gè)玻璃試管里，浸入同一冰點(diǎn)槽，使相互絕緣。mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液T0ET0T1T1TET0T0T在熱電偶回路中接入電位計(jì)E，只要保證電位計(jì)與連接熱電偶處的接點(diǎn)溫度相等，就不會(huì)影響回路中原來的熱電勢(shì)，接入的方式見下圖所示：
