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大学物理实验实验二冷却法测金属比热容实验简介实验原理实验目的实验内容仪器及调整实验数据预习题思考题【实验简介】

根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学常用方法之一。若已知标准样品在不同温度的比热容，通过作冷却曲线可测量各种金属在不同温度时的比热容。【实验原理】单位质量的物质，其温度升高1K（1℃）所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。将质量为M1的金属样品加热后，放到较低温度的介质（例如：室温的空气）中，样品将会逐渐冷却。其单位时间的热量损失（△Q/△t）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：（1）（1）式中C1为该金属样品在温度θ1时的比热容，为金属样品在θ1的温度下降速率，根据冷却定律有：（2）式中为热交换系数,为该样品外表面的面积，为常数，为金属样品的温度，为周围介质的温度。由式（1）和（2），可得（2）（3）同理，对质量为M2，比热容为C2的另一种金属样品，可有同样的表达式：由上式（3）和（4），可得：（4）所以：如果已知标准金属样品的比热容C1质量M1；待测样品的质量M2及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容C2。已知铜在100℃时的比热容为：Ccu=393J/(kg℃).3、使热电偶端的铜导线与数字表的正端相连；冷端铜导线与数字表的负端相连。当数字电压表读数为某一定值即150℃（大约在6.000mv）时，切断电源移去加热源，样品继续安放在与外界基本隔绝的有机玻璃圆筒内自然冷却（筒口须盖上盖子）。当温度降到102℃(4.157mv)时开始记时，当温度降到98℃（3.988mv）时计时结束。测量样品102℃下降到98℃所需要时间△t0。按铁、铜、铝的次序，分别测量其温度下降速度，每一样品重复测量6次。【实验仪器】1.实验仪器：FB312型冷却法金属比热容测定仪其中A）热源，采用70瓦隔离低压加热，加热块利用底盘和支撑杆固定并可上下移动；B）实验样品，是直径6mm，长30mm的小圆柱，其底部钻一深孔便于安放热电偶，而热电偶的冷端则安放在冰水混合物内；C）铜一康铜热电偶；D）热电偶支架；E）防风容器；F）三位半数字电压表，显示用三位半面板表；G）冰水混合物。【实验数据】数据记录：表１：样品由1020C下降到980C所需时间MCU=gMFe=g样品时间△t/sCuFeAl数据处理：1.将数

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