实验8冷却法测金属比热容

1、测量金属比热容的实验8冷却方法用冷却法测量金属或液体的比热容是热学中常用的方法之一。如果标准样品知道不同温度下的比热容，则可以通过冷却曲线测量各种金属的比热容。热电偶数字显示温度测量技术是目前生产中常用的测试方法，其测量范围比一般温度计温度测量方法大，计算精度高，可以自动补偿热电偶的非线性因素等。本实验以铜样品为标准样品，测定铁铝样品为100c或200c时的比热容。通过实验，确定了金属的冷却速度和与环境的温差关系以及测量的实验条件。实验目的1.用冷却法测量金属的比热容，在铁、铝样品的100c或200c温度下测量比热容。2.了解金属的冷却速度和环境之间的温差关系和测量的实验条件。实验仪器dh46

2、03型冷却法金属比热容测量仪、要测量的金属材料样本(铜、铁、铝)等实验原理单位质量的物质，温度上升1k(或1c)所需的热量称为该物质的比热容，其值随温度变化。加热质量好的金属样品，然后放入温度低的介质(如室温的空气)，样品会逐渐冷却。单位时间的热损失()与温度下降速度成正比，得到以下关系：(8-1)表达式根据此金属样品的温度的比热容、金属样品的温度降低率和冷却规律，如下所示：(8-2)表达式中的热交换系数是样品外表面的面积，m是常数，金属样品的温度，周围介质的温度。可以使用样式(8-1)和(8-2)(8-3)同样，您可以对比热容为质量的另一个金属范例使用相同的表示式。(8-4)在样式(8-3)

3、和(8-4)中，您可以获得：所以假设两个示例具有相同的图形大小(例如，小圆柱体)。也就是说，两个采样的表面状态(如涂层、颜色等)相同，周围介质(空气)的属性也不变。因此，如果环境介质温度保持不变(即室温保持不变)，并且两个样品处于相同温度时，常识可以简化为：(8-5)热电偶的热电动势和温度的关系可以看作是同一小温差范围内的线性关系，因此形式(8-5)可以简化为：(8-6)如果知道标准金属样品的比热容、质量；要测试的样品的质量与两个样品温度时冷却速度的比率可以求出要测量的金属材料的比热容。各种金属材料的比热容如下表所示。比较热容貌温暖度cfe(cal/g)a1(cal/g)cu(cal/g)10

4、0c0.1100.2300.0940实验阶段和要求1.开机前，用加热4芯线和热导线两组连接加热器和测试仪。图8-1冷却金属比热容测量仪样品数字电压表热电偶2.选择3种尽可能相同的金属样品(铜、铁、铝)，用物理天平测量质量m，然后根据 的特点进行区分。将热电偶末端的铜线连接到数字表的正末端。冷端铜线连接到数字表的负端。样品加热到150时，切断电源，去除加热源，样品继续在与外部基本隔离的有机玻璃缸内放置自然冷却(通风孔必须盖上盖子)，记录样品的冷却速度。方法：通过将数字电压表中显示的值从减少到所需时间来计算。根据铁、铜、铝的顺序，分别测量温度下降速度，每个样品要重复6次。注意：(1)仪器的加热指示

5、灯亮起，表示正在加热。如果电缆未连接或加热温度太高(200c或更高)，发生自动保护时指示灯不亮。上升到指定温度后，要切断加热电源。(2)测量冷却时间时，按“计时”或“暂停”按钮必须快速准确，以减少人为计时错误。(3)加热装置向下移动时动作缓慢，应垂直放置测试的样品，使加热装置完全卡在测试的样品中。4.数据记录、处理和分析样例质量：=g；=g；=g。热电偶冷端温度：采样从下降到所需时间(s)次数样品123456平均值fecua1铜标准：铁：cal/(g k)铝：cal/(g k)事故考试预习1.比热容的定义是什么？单位是什么？2.为什么要在防风缸(即样品室)里做实验？课后练习题1.测量三种金属的

6、冷却速度，并在图面中绘制冷却曲线。如何在同一个温度点找到冷却速度？附录一、dh4603型金属比热容测量仪简介和使用指南实验装置由加热器和测试仪组成。加热器的加热装置可以调节手轮，自由上升。测试的样品放置在大容量防风筒，即样品室内的支架上，温度测量热电偶放置在测试的样品内的小孔中。加热装置向下时，加热测试的样品。需要冷却样品时，向上移动加热装置。仪器内设有自动控制温度限制装置，长期不切断加热电源，防止温度持续升高。使用通常用于测量样品温度的铜-强铜制成的热电偶(热电势药)，将热电偶的冷端放置在冰水混合物中，并将带测量叉的一端连接到测试仪的“输入”端。热电位差的二次仪表由高灵敏度、高精度、低漂移放

7、大器放大和全范围为20mv的3位半数字电压表组成。这样，在冷端为冰点时，可以将数字电压表上显示的mv数测量表转换为相应的测量温度值。图8-2 dh4603英寸金属比热容测量仪测试器二、铜-钢铜热电偶分度台温度()热电势(mv)0123456789-10-0.383-0.421-0.458-0.496-0.534-0.571-0.608-0.646-0.683-0.720-00.000-0.039-0.077-0.116-0.154-0.193-0.231-0.269-0.307-0.34500.0000.0390.0780.1170.1560.1950.2340.2730.3120.35110

8、0.3910.4300.4700.5100.5490.5890.6290.6690.7090.749200.7890.8300.8700.9110.9510.9921.0321.0731.1141.155301.1961.2371.2791.3201.3611.4031.4441.4861.5281.569401.6111.6531.6951.7381.7801.8821.8651.9071.9501.992502.0352.0782.1212.1642.2072.2502.2942.3372.3802.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.775

9、2.8192.864702.9082.9532.9973.0423.0873.1313.1763.2213.2663.312803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.6303.6763.7213.767903.8133.8593.9063.9523.9984.0444.0914.1374.1844.2311004.2774.3244.3714.4184.4654.5124.5594.6074.6544.7011104.7494.7964.8444.8914.9394.9875.0355.0835.1315.1791205.2275.2755.3245.3725.4205.4695.5175.5665.6155.6631305.7125.7615.8105.8595.9085.9576.0076.0566.1056.1551406.2046.2546.3036.3536.4036.4526.5026.5526.6026.6521506.7026.7536.8036.8536.9036.9547.0047.0557.1067.1561607.2077.2587.3097.3607.4117.4627.5137.5647.6157.6661707.7187.7697.8217.8727.9247.9758.0278.0798