热功当量qli
苯-正丁醇化工原理课程设计说明书
2012 年 06 月 20 日
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化工原理课程设计
目录
前言...................................................................................................................................... 6 0.1 为什么要做课程设计 ................................................................................................. 6 0.2 塔设备的综述 ............................................................................................................. 6 设计说明书 .......................................................................................................................... 7 1.1 装置流程简介 ............................................................................................................. 7 1.2 其他方面参数选择 ..................................................................................................... 7 第二章 工艺参数................................................................................................................. 8 2.1 物料衡算 .................................................................................................................... 8 2.2 物料平衡数据 ............................................................................................................. 8 2.3 最小回流比 Rmin ，回流比 R 的计算 .......................................................................... 9 2.4 操作线方程计算 ....................................................................................................... 10 2.4.1 精馏段方程计算 ............................................................................................... 10 2.4.2 提馏段方程计算 ................................................................................................ 10 2.5 理论板数计算 ........................................................................................................... 10 2.6 全塔效率 Er 的计算 .................................................................................................. 11
热工计算公式及参数
附录一建筑热工设计计算公式及参数(一)热阻的计算1.单一材料层的热阻应按下式计算：式中R——材料层的热阻，㎡·K/W；δ——材料层的厚度，m；λc——材料的计算导热系数，W/(m·K)，按附录三附表3.1及表注的规定采用。
2.多层围护结构的热阻应按下列公式计算：R＝R1＋R2＋……＋Rn(1.2)式中R1、R2……Rn——各材料层的热阻，㎡·K/W。
3.由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构（包括各种形式的空心砌块，以及填充保温材料的墙体等，但不包括多孔粘土空心砖），其平均热阻应按下式计算：(1.3)式中——平均热阻，㎡·K/W；Fo——与热流方向垂直的总传热面积，㎡；Fi——按平行于热流方向划分的各个传热面积，㎡；（参见图3.1）；Roi——各个传热面上的总热阻，㎡·K/WRi——内表面换热阻，通常取0.11㎡·K/W；Re——外表面换热阻，通常取0.04㎡·K/W；φ——修正系数，按本附录附表1.1采用。
图3.1 计算图式修正系数φ值附表1.1λ2/λ1或/λ1φ0.09～0.19 0.20～0.39 0.40～0.69 0.70～0.99 0.86 0.93 0.96 0.98注：(1)当围护结构由两种材料组成时，λ2应取较小值，λ1应取较大值，然后求得两者的比值。
(2)当围护结构由三种材料组成，或有两种厚度不同的空气间层时，φ值可按比值/λ1确定。
(3)当围护结构中存在圆孔时，应先将圆孔折算成同面积的方孔，然后再按上述规定计算。
4.围护结构总热阻应按下式计算：Ro＝Ri＋R＋Re(1.4)式中Ro——围护结构总热阻，㎡·K/W；Ri——内表面换热阻，㎡·K/W；按本附录附表1.2采用；Re——外表面换热阻，㎡·K/W，按本附录附表1.3采用；r——围护结构热阻，㎡·K/W。
内表面换热系数αi 及内表面换热阻Ri 值注：表中h 为肋高，ｓ为肋间净距。
常用热功计量单位及换算表
常用热功计量单位及换算表常用热功计量单位及换算表长度换算1千米（km）=0.621英里（mile）1米（m）=3.281英尺（ft）=1.094码（yd）1厘米（cm）=0.394英寸（in）1英里（mile）=1.609千米（km）1英寸（fm）=1.829（m）1英寸（in）=2.54厘米（cm）1海里（n mile）=1.852千米（km）1码（yd）=3英尺（ft）1杆（rad）=16.5英尺（ft）1英里（mile）=5280英尺（ft）1海里（n mile）=1.1516英里（mile）1英尺（ft）=12英寸（in）面积换算1平方公里（km2）=100公顷（ha）=247.1英亩（acre）=0.386平方英里（mile2）1平方米（m2）=10.764平方英尺（ft2）1公顷（ha）=10000平方米（m2）=2.471英亩（acre）1平方英寸（in2）=6.452平方厘米（cm2）1英亩（acre）=0.4047公顷（ha）=4.047×10-3平方公里（km2）=4047平方米（m2）1平方英尺（ft2）=0.093平方米(m2)1平方码（yd2）=0.8361平方米（m2）1平方米（m2）=10.764平方英尺（ft2）1平方英里（mile2）=2.590平方公里（km2）体积换算1美吉耳（gi）=0.118升（1）1美品脱（pt）=0.473升（1）1美夸脱（qt）=0.946升（1）1美加仑（gal）=3.785升（1）1桶（bbl）=0.159立方米（m3）=42美加仑（gal）1英亩·英尺＝1234立方米（m3）1立方英寸（in3）=16.3871立方厘米（cm3）10亿立方英尺（bcf）=2831.7万立方米（m3）1万亿立方英尺（tcf）=283.17亿立方米（m3）1百万立方英尺（MMcf）＝2.8317万立方米（m3）1千立方英尺（mcf）=28.317立方米（m3）1英加仑（gal）=4.546升（1）1立方英尺（ft3）=0.0283立方米（m3）=28.317升（liter）1立方米（m3）=1000升（liter）=35.315立方英尺（ft3）=6.29桶（bbl）质量换算1长吨（long ton）=1.016吨（t）1千克（kg）=2.205磅（lb）1磅（lb）=0.454千克（kg）[常衡] 1盎司（oz）=28.350克(g)1短吨（sh.ton）=0.907吨（t）=2000磅（lb）1吨（t）=1000千克（kg）=2205磅（lb）=1.102短吨（sh.ton）=0.984长吨（long ton）密度换算1磅/（lb/ft3）=16.02千克/米3（kg/m3）API度＝141.5/15.5℃时的比重－131.51磅/英加仑（lb/gal）=99.776千克/米3（kg/m3）1波美密度（B）＝140/15.5℃时的比重－1301磅/英寸3（lb/in3）=27679.9千克/米3（kg/m3）1磅/美加仑（lb/gal）=119.826千克/米3（kg/m3）1磅/（石油）桶（lb/bbl）=2.853千克/米3（kg/m3）1千克/米3（kg/m3）=0.001克/厘米3（g/cm3）=0.0624磅/英尺3（lb/ft3）运动粘度换算1斯（St）=10-4米2/秒（m2/s）=1厘米2/秒（cm2/s）1英尺2/秒（ft2/s）=9.29030×10-2米2/秒（m2/s）1厘斯（cSt）=10-6;米2/秒（m2/s）=1毫米2/秒（mm2/s）动力粘度换算动力粘度 1泊（P）＝0.1帕·秒（Pa·s）1厘泊（cP）=10-3帕·秒（Pa·s）1磅力秒/英尺2（lbf·s/ft2）=47.8803帕·秒（P a·s）1千克力秒/米2（kgf·s、m2）=9.80665帕·秒（Pa·s）力换算1牛顿（N）＝0.225磅力（lbf）=0.102千克力（kgf）1千克力（kgf）=9.81牛（N）1磅力（lbf）=4.45牛顿（N）1达因（dyn）=10-5牛顿（N）温度换算K＝5/9（°F+459.67）K=℃+273.15n℃=(5/9·n+32) °F n°F=[(n-32)×5/9]℃1°F=5/9℃（温度差）压力换算压力 1巴（bar）=105帕（Pa）1达因/厘米2（dyn/cm2）=0.1帕（Pa）1托（Torr）=133.322帕（Pa）1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa）1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa）1工程大气压=98.0665千帕（kPa）1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2）=0.0098大气压（atm）1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2）=0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar）传热系数换算1千卡/米2·时（kcal/m2·h）=1.16279瓦/米2（w/m2）1千卡/（米2·时·℃）〔1kcal/(m2·h·℃)〕＝1.16279瓦/（米2·开尔文）〔w/(m2·K)〕1英热单位/（英尺2·时·°F）〔Btu/(ft2·h·°F)〕=5.67826瓦/（米2·开尔文）〔（w/m2·K）〕1米2·时·℃/千卡（m2·h·℃/k cal）=0.86000米2·开尔文/瓦（m2·K/W）热导率换算1千卡（米·时·℃）〔kcal/(m·h·℃)〕＝1.16279瓦/（米·开尔文）〔W/(m·K)〕1英热单位/（英尺·时·°F）〔But/(ft·h·°F)＝1.7303瓦/（米·开尔文）〔W/(m·K)〕比容热换算1千卡/（千克·℃）〔kcal/(kg·℃)〕＝1英热单位/（磅·°F）〔Btu/(lb·°F)〕＝4186.8焦耳/（千克·开尔文）〔J/（kg·K）〕热功换算1卡（cal）=4.1868焦耳（J）1大卡=4186.75焦耳（J）1千克力米（kgf·m）=9.80665焦耳（J）1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J）1千瓦小时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）1英尺磅力（ft·lbf）=1.35582焦耳（J）1米制马力小时（hp·h）=2.64779×106焦耳（J）1英马力小时（UKHp·h）=2.68452×106焦耳1焦耳＝0.10204千克·米＝2.778×10－7千瓦·小时＝3.777×10－7公制马力小时＝3.723×10－7英制马力小时＝2.389×10－4千卡＝9.48×10－4英热单位功率换算1英热单位/时（Btu/h）=0.293071瓦（W）1千克力·米/秒（kgf·m/s）=9.80665瓦（w）1卡/秒（cal/s）＝4.1868瓦（W）1米制马力（hp）=735.499瓦（W）速度换算1英里/时（mile/h）=0.44704米/秒（m/s）1英尺/秒（ft/s）=0.3048米/秒（m/s）渗透率换算1达西＝1000毫达西1平方厘米（cm2）＝9.81×107达西地温梯度换算1°F/100英尺＝1.8℃/100米（℃/m）1℃/公里＝2.9°F/英里（°F/mile）=0.055°F/100英尺（°F/ft）油气产量换算1桶（bbl）=0.14吨（t）（原油，全球平均）1万亿立方英尺/日（tcf/d）=283.2亿立方米/日（m3/d）=10.336万亿立方米/年（m3/a）10亿立方英尺/日（bcf/d）=0.2832亿立方米/日（m3/d）=103.36亿立方米/年（m3/a）1百万立方英尺/日（MMcf/d）=2.832万立方米/日（m3/d）=1033.55万立方米/年（m3/a）1千立方英尺/日（Mcf/d）=28.32立方米/日（m3/d）=1.0336万立米/年（m3/a）1桶/日（bpd）=50吨/年（t/a）（原油，全球平均）1吨（t）=7.3桶（bbl）(原油，全球平均)气油比换算1立方英尺/桶（cuft/bbl）=0.2067立方米/吨（m3/t）热值换算1桶原油＝5.8×106英热单位（Btu）1吨煤=2.406×107英热单位（Btu）1立方米湿气＝3.909×104英热单位（Btu）1千瓦小时水电＝1.0235×104英热（Btu）1立方米干气＝3.577×104英热单位（Btu）（以上为1990年美国平均热值）（资料来源：美国国家标准局）热当量换算1桶原油＝5800立方英尺天然气（按平均热值计算）1立方米天然气＝1.3300千克标准煤1千克原油＝1.4286千克标准煤。
锅炉热效率计算
1兆帕(MPa)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱，一公斤相当于10米水柱水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量. 一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热。
用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步吸热获得的，第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8万/千卡时。
第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9万/千卡时。
把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能，即：53.9＋8=61.9万/千卡时。
这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量。
天然气热值天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ 产地、成分不同热值不同，大致在36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳，即36~40百万焦耳。
天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ。
大学物理化学公式大全
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。
（2）非膨胀功δW f ＝xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差：（1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（∂U/∂V ）T ]（∂V/∂T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程：pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝11－γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1nR－δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝212T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝121T T T －焦汤系数： μJ －T ＝H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝－()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU ：ΔU ＝dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH ＝dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＋dp p H T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆，＋＝γ热力学第二定律Clausius 不等式：0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义：dS ＝δQ R /T Boltzman 熵定理：S ＝kln Ω Helmbolz 自由能定义：F ＝U —TS Gibbs 自由能定义：G ＝H －TS 热力学基本公式：（1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程：dU ＝TdS －pdV dH ＝TdS ＋Vdp dF ＝－SdT －pdV dG ＝－SdT ＋Vdp （2）Maxwell 关系：T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T V T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C p ＝T pT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系：Gibbs －Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T ＝－2T H ∆ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron 方程式：dT dp＝mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ，fus ，sub 。
热电当量数值-概述说明以及解释
热电当量数值-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热电当量是一个重要的物理量，在热电学领域中具有广泛的应用。
它用于描述热量和电能之间的互相转换关系，可以帮助我们理解热电现象的本质以及应用于能量转换和能量利用中的原理。
在许多能源系统中，热电当量是一个重要的评价指标。
热电当量的数值代表着单位热量转化为电能的功效。
如果一个物体的热电当量高，则表示能够高效地将热能转换为电能，具有较好的能源利用效率。
热电当量的计算方法基于热电效应的原理，即当两个不同温度的导体连接在一起时，由于电子的热扩散，会产生一个电势差。
这个电势差可以用热电当量来表示，其数值与导体材料的性质有关。
热电当量的研究和应用领域非常广泛。
在能源领域中，热电当量被用于提高能源利用效率，实现能源的可持续利用。
在电子学领域中，热电当量被用于设计和制造高效的热电材料和热电器件。
在材料科学领域中，热电当量被用于研究和发展新型的热电材料，以满足不同领域对高性能热电材料的需求。
本文将重点介绍热电当量的定义和计算方法，并探讨其在能源转换和能源利用中的重要性。
通过对热电当量的深入研究，我们可以更好地理解热电现象的本质，为热电技术的应用和发展提供有力支撑。
此外，本文还将展望热电当量在未来的应用前景，探讨其在能源和材料领域的潜在应用价值。
通过对热电当量的深入了解，我们可以进一步推动热电技术的发展和应用。
相信随着热电当量研究的不断深入，热电技术将在能源转换和能源利用方面发挥出更大的潜力，为人类创造更加可持续的未来。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下角度进行撰写：文章结构的目的是为了让读者能够清晰地了解整篇文章的组织和内容安排。
通过合理的结构，读者可以更好地理解和吸收文章的核心观点和论证。
首先，本文将从引言、正文和结论三个部分展开。
引言部分将提供对本文主题的概述、文章结构的介绍和目的的说明。
正文部分将围绕背景介绍和热电当量的定义和计算方法展开讨论。
最后，结论部分将总结热电当量的重要性，并展望其应用前景。
电厂指标解释
安全生产综合统计分析系统指标释义安全生产综合统计分析系统指标释义安全生产综合统计分析系统项目组2013/11/1第1章目录（一）生产产出141。
发电量 (14)2.试运行发电量 (14)3.上网电量 (15)4。
上网电量基数内 (15)5.上网电量基数外 (15)6。
试运行上网电量 (15)7。
购网电量 (15)8。
其他电量 (15)9。
供热量 (16)10。
被替代售电量 (16)11。
购热量 (16)（二）生产能力17●发电能力 (17)12.期末发电设备容量 (17)13。
期末发电设备综合可能出力 (17)14.平均发电设备容量 (17)15。
运行容量 (18)16。
检修容量 (18)17。
备用容量 (18)18。
临检容量 (18)●供热能力 (19)19.期末供热设备容量 (19)（三) 发电运行 (19)21。
负荷率 (19)水电指标 (19)22. 上游水位 (19)23. 尾水位 (20)24.降雨量 (20)25.期初水位 (20)26。
期末水位 (20)27。
期初存水量 (20)28。
期末存水量 (20)29.入库总水量 (20)30.出库总水量 (21)31。
发电平均流量 (21)32.入库最大流量 (21)33。
入库最小流量 (21)34。
平均入库流量 (21)35。
水量利用率 (22)36。
平均水头 (22)37。
水能利用系数 (22)38。
发电耗水率 (22)39。
水库储能值 (22)40.其他耗用损失 (23)41。
发电耗水量 (23)42.弃水量 (23)44。
可调水量 (23)●风电指标 (24)45。
平均风速 (24)46。
限电量（弃风电量） (24)47。
限电比例(弃风率） (24)48。
设备可利用率 (24)●太阳能指标 (25)49.辐射总量 (25)50。
限电量（弃光电量） (25)51.限电比例（弃光率） (25)52。
设备利用率 (25)（四) 燃料指标 (25)●燃料技术经济指标 (25)53。
热功当量公式
热功当量公式热功当量公式，这可是物理学中一个相当重要的概念啊！咱先来说说啥是热功当量。
简单来讲，热功当量就是表示热量和功之间相互转换时的一个比例关系。
就好比你去超市买东西，一块钱能买几个苹果，这个比例是固定的。
热功当量也是这么个道理，它告诉咱们一定量的热量能转换成多少功，或者反过来，做一定的功能产生多少热量。
热功当量公式是：J = W / Q 。
这里的“J”就是热功当量，“W”表示功，“Q”表示热量。
我给您举个例子啊。
比如说冬天到了，家里的电暖器开始工作。
电暖器消耗了电能做了功，然后转化成热能，让屋子暖和起来。
这时候，咱们就可以用热功当量公式来算算，到底消耗了多少电能，产生了多少热量。
记得有一次，我给学生们讲这个知识点的时候，有个调皮的小家伙就问我：“老师，这热功当量公式在生活中有啥用啊？难道我每天吃饭还得算一算？”全班同学都哈哈大笑起来。
我笑着回答他：“你可别小瞧这个公式，比如说汽车发动机烧油产生动力，这里面就有热功转换。
如果工程师不明白热功当量，怎么能让汽车更省油跑得更远呢？”小家伙听了，似懂非懂地点点头。
在实际应用中，热功当量公式的作用可大了去了。
像发电厂里，把燃料燃烧产生的热能转化为电能，就得依靠对热功当量的精确把握，才能提高能源的利用效率，减少浪费。
再比如说，咱们日常用的空调。
夏天的时候，空调把室内的热量搬运到室外，这也是涉及到功和热量的转换。
只有搞清楚热功当量，才能设计出更节能、更高效的空调。
而且啊，研究热功当量对于理解热力学定律也非常重要。
热力学第一定律说的是能量守恒，热功当量就是这个守恒定律在热量和功之间转换的具体体现。
从小学到高中的物理学习中，热功当量公式虽然不是最常考的，但却是理解能量转换的关键之一。
对于咱们学习物理，建立科学的思维方式，有着不可或缺的作用。
总之，热功当量公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们认真去理解，结合实际去思考，就能发现它在生活和科学研究中的大用处。
希望同学们都能掌握好这个公式，为未来的学习和探索打下坚实的基础！。
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实验 用电热法测定热功当量
【实验目的】
1．用电热法测量热功当量。
2．学会一种热量散失的修正方法—修正终止温度。
【实验仪器】
量热器（附电热丝），温度计（0℃～100℃、1℃），电流表，电压表，直流稳压电源，秒表，电子天平，开关等。
【实验原理】
仪器装置如图1所示，M 与B 分别为量热器的内外两个圆筒，C 为绝缘垫圈，D 为绝缘盖，J 为两个铜金属棒，用以引入加热电流，F 是绕在绝缘材料上的加热电阻丝，G 是搅拌器，H 为温度计，E 为稳压电源。
1．电热法测热功当量 强度为I 安培的电流在t 秒内通过电热丝，电热丝两端的电位差为U 伏特。
则电场力
做功为
W ＝IUt （1）
这些功全部转化为热量，此热量可以用量热器来测量。
设m 1表示量热器内圆筒和搅拌器（一般质料相同，否则应分别考虑）的质量，C 1表示其比热。
m 2表示量热器内圆筒中水的质量，C 2表示水的比热，T 0和T f 表示量热器内圆筒及圆筒中水的初始温度和终止温度，那么量热器内圆筒及圆筒中的水等由导体发热所得的热量Q 为
Q ＝（m 1C 1＋m 2C 2）（T f －T 0） （2）
其中，热容用cal 做单位，则：C 黄铜 = 0.0936 cal/(g.o C)，C 水 = 1 cal/(g.o C) 所以，热功当量
)
)((02211T T C m C m IUt
Q W J f -+=
=
J/cal （3）
J 的标准值J 0＝4.1868焦耳/卡。
2．散热修正
方法1：根据牛顿冷却定律修正。
如果实验是在系统（量热器内筒及筒中的水等）的温度与环境的温度平衡时，对电阻通电，那么系统加热后的温度就高于室温θ。
实验过程中将同时伴随散热作用，这样，由温度计读出的终止温度的数值T 2必定比真正的终止温度的数值T f 低。
（即假设没有散热所应达到的终温为T f ）。
为了修正这个温度的误差，实验时在相等的时间间隔内，记下相对应的温度，然后以时间为横坐标，温度为纵坐标作图，如图2所示。
图中AB 段表示通电以前系统与环境达到热平衡后的稳定阶段，其稳定温度（即室温）也就是系统的初温T 0，BC 段表示在通电时间t 内，系统温度的变化情况。
由于温度的变化存在滞
后的现象，因而断电后系统的温度还将略为上升，如CD 段所示， DE 段表示系统的自然冷却过程。
根据牛顿冷却定律，当系统的温度T 与环境的温度θ相差不大时，由于散热，系统的冷却速率
b FT T K dt
dT -=-=)(θ （2－16a －4）
即冷却速率dt
dT v
=
与系统的温度T 成线性关系。
当系统自T 0升温到T 2时，其冷却速率相应从0增大到2
t T v ∆=。
所以在BD 升温过程中，
系统的平均冷却速率2
2121t T v v ∆==
，在此过程中由于散热而使系统最终产生的误差
2
112t T t t v T
∆=
=σ
（5）
系统的真正终温
2
1222t T t T T T T
f ∆+
=+=σ
（6）
数据处理时，还可用作图的方法求T f 值。
如图2所示，将DE 线段往左外延，再通过P 点（t 1/2点）作横坐标轴的垂线与DE 的外延线交于F 点，则F 点对应的温度就是系统修正后的终止温度T f 。
如果系统起始加热的温度T 0不等于室温，则由于开始时的温度冷却速率不为零，系统的温度修正值不能用（5）式。
从牛顿冷却定律知，当系统与环境的温度相差不大时（小于15℃），其温度冷却速率与温度差成正比。
于是，可得开始加热时的冷却速率其中v T T v θ
θ--=200，
v 为用温度计测得系统的终止温度T 2时的冷却速率，可从图2求得（2
t T v ∆=）。
所以在BD 升
温过程中系统的平均冷却速率
v T T T v v T T v v v )
(22)(21)(2
1220200θθθθ
--+=+--=
+=
系统的真正终温
1220212)
(22vt T T T T t v T T f θθ--++
=+=
12
2202)
(22t t T T T T T ∆--++
=θθ
（7）
方法2：粗略修正。
开始时向水中加入冰，使其温度低于室温。
当冰全部融化完后，设其起
始温度为T 0。
然后对其进行通电加热，使其结束温度T f 与室温之差与起始温度T 0与室温之差近似相等。
本实验采用粗略修正,当然你也可采用方法1。
【实验内容】
1． 从供给设备上测量并记录下量热器的内圆筒和搅拌器的总质量m 1（如果材料不同，
应分别称量）；
2． 将量热器装配好，其中温度计要插稳，且与电热丝的距离应大于2cm ；
3． 在量热器的内圆筒中装上二分之一到三分之二容积的水（注：确定加热丝和温度计
要浸入水中）；
4． 按图1接好电路。
电源采用稳压电源，以恒流源工作方式，其中电路中的电流表直
接利用稳压电源的电流显示。
5．打开电源，合上开关，调节直流稳压电源的输出电流，用搅拌器缓慢搅动量热器的内圆筒中的水，使内圆筒中的水温每分钟升高2℃左右。
记下加热电流，然后断开
开关。
注：电流不可超过5A。
6．从内筒中倒出一部分水，并向内筒中加入少量的冰（使加入冰和倒出去水的质量相近）。
待冰全部化为后，盖好量热器的盖子，插上温度计（浸入水中，又不可触及
电热丝），不停搅动搅拌器，使内筒中水的温度均匀。
7．看温度计，当内筒里的水温与室温相差5~8 o C时，合上开关，同时掐下秒表计时。
用万用表测量加热电极两端的电压U。
用搅拌器搅动量热器的内圆筒中的水，观察
温度计上的温度，当内筒中水的温度接近散热修正方法2确定的温度时断开开关，
并停止计时。
继续不停搅拌内筒中的水，当水温开始下降时，记下水温的最大值，
即为T f。
8．重新合上开关，用万用表（用直流电压档）测量量热器两个电极上的电压。
9．拆除电路，称出内筒、搅拌器及水的总质量M；
10．改变加热功率（即加热电流），起始温度以及结束温度，再重复以上过程，共测3次。
【数据处理】
1．自己设计数据表格，记录m1，室温T B，起始温度T0，结束温度T f，加热电流I，U，M等。
2．利用（3）式计算热功当量，并计算各组结果与理论值之间的相对偏差（用百分数表示）。
3．推导热功当量的不确定度传递公式。
利用推导的公式，针对最接近理论值的一组数据计算其不确定度，并表示结果。
（注：因为是单次测量，故各直接测量量只考虑B类不确定度。
）
【注意事项】
1．温度计要浸入水中，但又不能触及电热丝，距离应大于2cm。
2．电路接好后，须经指导教师检查无误后，才能接通电源，注意电表的正负极性不要接反。
3．只有当电热丝浸入在水中才能通电，否则，胶木和电热丝可能会被烧坏。
【思考题与习题】
1．指出本实验中哪一个量对测量结果的影响最大。
写出具体数据来说明。
2．为什么要限制加热的温升速率？过大或过小的温升速率对实验结果有什么影响？
3．如果利用方法1进行散热修正，起始温度是否需要低于室温？为什么？。