用电热法测液体的比热容及散热修正资料

：物质的比热容定义为单位质量的物质温度升高1K时所吸收的热量其单位为J/(kg·℃)。常见测定

：电热法、液体的比热容、量热器、水、温度和热力学第一定律

,已知量热器的质量和比热
C=
1
2TTUIt-MVMCMCMVC3322114就可以算

实验目的
1） 熟练使用量热器，并且加深对热力学第一定律的认识；
2） 学会用电流量热器测液体的比热容；
3） 掌握天平、温度计、量热器的试验方法；
4） 学会散热修正和研究减小测量误差的方法；
实验仪器

实验原理
这两种方法都要求对待测液体进行测量

U，电流为I，通电时间t。
在内筒中有质量为M，比热容
C（未知）的水。M
为量热器内筒的质
C
, 搅拌器的质量为M2
C
，铜电极的质量为M3其比
C
初始温度为T1加热后温度为T2
,则有
c+M3c+Vc4)(t2-t1)
1
2TTUIt-MVMCMCMVC3322114①
T1总要比理想绝热下温度T
T后系统的实验过程中，从通电加热开始计时测温，每
T——t
图：
t
分钟终温为Tn 继续观察降温时间
t
-tm
与t1m对应的温度为Tm
t1
时候对应的温度为T10
=Sdte0d0=[12111110
121TTTT
1
1mmTT=[1
111021miimTTT]t; S0=MQt;
=tTTTTTTttSnnnab]
1)(2121[121100=1
0;]21[niintTTT
0003ttQttbSann； S=StQTTTSSm
nin11032]21[；
;]
1[1
110011tMQTTTSSmiim ;QTKdd
Q
QTK
dC
Ts QTCKdtdTs； 令R=sCK； 即dT=--R(T-Q)dt
dtQTRTtt②
QTrTTm
tm)(11101=-R*S1③
RdtQTRTnt
n*
④
连理上面的式子可得：
111011010111102121miimniinmmnmQTTTnQTTTTTSSTTT；
T
nnTT1⑤
C

不用手直接握量热器的任何部分，不该在阳光下或空气流动太快的地方进行实验，避

试验主要步骤
1） 用物理天平测出量热器内筒和搅拌器的质量M1 M2;
2） 连接电路，调节好电压，连入相应电压表和电流表的量程;
3） 连通K同时按下秒表记时，记录下电压和电流的值，并在整个过程中不断搅拌，每
;
4） 用小量筒测出温度计插入水中的体积V
，这个体积不能准确测出，在这里只需一个

5） 完成实验后整理仪器。
实验数据
10 电压：12V 电流：0.85A 铜电极质量：19.9g 量筒和搅拌器的质
131.7g 内筒中水的质量：m
=230.1g 加热电极的比热容：C克卡0.0942*摄
水的初温：22.21摄氏度 量热器和搅拌器的比热容：C
=0.216 克卡*摄氏度
Vml5.1

：

0 1 2 3 4 5 6 7 8

22.21 22.71 23.32 23.91 24.63 25.37 25.81 26.42 26.96

9 10 11 12 13 14 15 16 17

27.52 28.14 28.63 29.34 29.88 30.35 30.91 31.51 31.92

18 19 20 21 22 23 24 25

32.56 33.15 33.62 34.19 34.61 35.12 35.61 36.12
：

26 27 28 29 30 31 32 33 34

36.10 35.95 35.86 35.71 35.65 35.57 35.50 35.43 35.32

35 36 37 38 39 40 41 42 43

35.21 35.19 35.12 35.05 34.97 34.90 34.81 34.72 34.68

44 45 46 47 48 49 50 51 52

34.59 34.59 34.50 34.45 34.37 34.24 34.19 34.10 34.01

53 54

55 56 57 58 59 60

33.97 33.90 33.84 33.76 33.71 33.67 33.64 33.62

T：由式子
QTTTnQTTTTm
imiimn111110119121ln1021)(

.3563.2491.2332.2371.2212.3621.22
1211
10niinTTT温度时间图0510152025303540010203040506070时间/min温度温度/℃
℃⑥
.38864.3397.3301.3410.3462.3310.34
1211
1110miimTTT


.0
.231051.33840.232536.73519.3462.33nT℃
T94.3682.012.361
nnTT℃
C
电极电极铝铝温水水mmmCTTmIVtCCV110=
.2309.1994.07.131216.05.146.021.2294.361.23024.060255.1285.0
卡/克℃
gC03k10J8.1409.01水4.21710J3/kg*℃
C的不确定度：
1.0=5.77210℃
0.010.0058
ctsu
0.50.29
cvmlu
0.10.058
cVVu
定度0.10.058
cAAu

2222
)
CcccccmTtvAVccccccuuuuuu
tvAV

卡/克*℃
=（1.0090.082）卡/克*℃
（4.2170.343）J/kg*℃
实验讨论
、 虽然可以对初温和终温用作图法进行修正，但这种修正并不能从根本上解决量热器在升
而且也无法修正在实验过程中不断搅拌增加了

、 做实验时温度计插入要适当，不要靠近电阻丝，以免受到影响。
、 在断电时，温度上升不能马上停止，要计算T，用牛顿冷却定律的法来修正，这种方

、 实验时用的水不易太多，太多的水升温慢，水也不能太少，太少升温快，水量要适宜。
、 在加热过程中，由于搅拌器搅拌所产生的热量，或在加热过程中水的蒸发热量散失，导


秦世忠 姜琳 普通物理典型实验分析与研究[M]
1995 8
秦世忠 姜琳 普通物理学—实验—方法[M]
2000 8
刘子臣 大学基础物理实验（力学、热学及分子物理学分册）[M]
2001
龚镇雄 普通物理实验指导（力学、热学及分子物理学）[M]
1990