混合法测量固体比热容

实验题目：混合法测量固体比热容

实验目的：通过本实验，学会采用混合法测固体的比热容。

实验仪器：量热器(见右图所示),冰,水,干毛巾,天

平(带砝码),绝热套筒,锌粒,温度计,秒表,

加热装置等.

实验原理、步骤及测量记录：

本实验采用混合法测固体比热容,根据其原

理,假定:(实际室温:)

用天平测得量热器及搅拌器的质量和为：

查资料知：

又测得大气压强：

查表可知此状态下沸水的温度：

假定温度计没入水中的体积为：

利用公式：

))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -??++=---

可初步计算得水的质量：

取量热器及搅拌器并注入水放在天平上，调节水的质量得热器及搅拌器和水的质量：

计算得水的质量为：

在实验台上（套筒之外）利用冰进行水的降温操作，使其降到

，并使冰彻底融化掉。

再将其放入绝热套筒中，密封。

然后将已加热15分钟的锌粒迅速放入量热器中，密封。迅速记录温度随时间的变化。记录数据如下所示：

表一，量热器中的温度

随时间的变化

)

)

)

)

)

测量温度计没入水的体积：

数据处理：

根据以上数据可用Origin8.0画出温度随时间的变化图，见

下图：

根据公式：

))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -??++=--- 及图中 计算得锌的比热容为：

相对误差为：

误差分析及改进：

本实验有一些系统误差修正的方法，比如采取补偿措

施，缩短操作时间，沸点的校正等，有效地减小了系统误差。

但是当把锌粒倒进量热器后，温度会迅速变化，此时对

时间和温度的读数存在误差，应尽可能的多读些数据，尽可能读准确。

我们可以对实验作如下改进：对时间和温度的读数，可以采用高频照相机对温度计进行监控，从而可以得到准确的数据。如果有条件可以用温度传感器直接用电脑监控温度变化，当然这可以运用到整个实验。 思考题：

1. 为使系统从外界吸热与向外界放热大体相抵，你采取了哪些措施？结果怎样？

答： 使用绝热套筒尽量减少与外界的热量交换，使系统近

似孤立体系；采取补偿措施；缩短操作时间，实验中将锌从沸水中取出，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筒外面，以免水蒸发时带走过多的热量；进行沸点校正，先测量空气压强再查得水的沸点。以上措施有效地减小了系统误差。

2.设计出一种测量液体比热容的方法，并创造条件做实验。 答： 法一，只要稍加改进，就可以把此实验改成测液体（比

如水）的比热容。在带入数据运用公式：

))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -??++=---

计算锌的比热容时，只要把水的比热容当成未知量，

锌的比热容按查资料所得数据带入即可求得水的比热容。

法二，我们可以利用电阻对液体进行加热，计算出电阻所产生的热量（

）作为液体所吸收的热量，

同时记录液体的起止温度，利用公式：)(12T T mc Q -= 即可算得液体的比热容，可以利用本实验同样的思路减小系统误差。