液体比汽化热的测量(教学课件)
试验七液体比热的测定
Q1 = (m0Cx + m1C1 + m2C2 + m3C3 + m4C4 +1.9V )(t1′ − t1)
Q2 = (m0′C水 + m1′C1 + m2′C2 + m3′C3 + m′4C4 + 1.9V ′)(t2′ − t2 ) 由于电阻 R 相同，并且采用串联连接，故有 Q1＝Q2。即
∫ ∫ ∆t1′
=
−K1
τ′ τ
(t1′
−
θ
)dτ
和 ∆t 2′
=
−K2
τ τ
′
(
t
2′
− θ )dτ
（3－7－5）
通常是用图解法求（3－7－4）式的积分值。实验时从通电开始每一分钟测一次 ti’ 和 θ（室温）继续 10～20 分钟，作 ti’ ’～τ和θ～τ图线分别为 abd 曲线和 aef 直线。如 图 3－7－2 所示。求Δti’ 可分两步进行：
由此可得
(m 0 C x + m1C1 + m 2 C 2 + m 3C 3 + m 4 C 4 + 1.9V )(t1′ − t1 ) = (m 0′ C 水 + m1′C1 + m 2′ C 2 + m 3′C 3 + m ′4C 4 + 1.9V ′)(t 2′ − t 2 )
Cx
=
1 m0
[(m0′ C水
（3－7－7）
实验内容
用已知比热容的水作比较对象，用电流量热器测量变压器油（或甘油）的比热容。
1．测定两个量热器内圆筒、搅拌器、电阻丝及接线柱质量。将待测液体和清洁水 分别装入量热器①和②的内圆筒中，并测定其质量 m0 及 m0’。
试验12水的汽化热测定
实验3 水的汽化热测定[实验目的]1．测定水的汽化热．2．学习用冷热补偿法减少系统误差的方法．[实验仪器]量热器 水的汽化热测定装置 酒精灯 支架 温度计[实验原理]物质由液态向气态转化的过程称为汽化．在一定压强下，单位质量的液体汽化为同温 度的蒸气所吸收的热量为汽化热．物质由气态向液态转化的过程称为凝结．凝结时要放出 在同一条件下汽化时所吸收的热量．由于直接测水的汽化热不容易，所以本实验采用测量 凝结时放出热量的方法来测定水的汽化热．实验装置如图12—1图12—1从沸水器（蒸汽发生器）出来的水蒸汽在冷凝器中凝结成水，放出热量。
使量热器内 筒和筒里的水温升高．若系统达到平衡时则可列出下列热平衡方程式：lm+mc(t 2-T)=m 1c(T-t 1)+m 2c 1(T- t 1)=( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) (12-1)l=m1[( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) –mc(t 2-T)] (12-2) l ——水的汽化热；m ——凝结成水的蒸气的质量；c ——水的比热；m 1——量热器中液 体的质量；c 1——量热器内筒的比热；m 2——量热器内筒的质量；t 1——量热器中水的初 温；t 2——蒸气的温度；T ——通人蒸气后量热器中水的终温．由于蒸气通过导气管时会有少量凝结，其中一部分会随蒸气一同送人冷凝器，这部分已凝结的水不再提供汽化热．因此对（12-2）中的m 进行修正，设随同蒸气带人冷凝 器中水质量为m ’，则（12-2）式为l='1m m -[( m 1c+ m 2c 1)(T- t 1) –mc(t 2-T)] (12-3) 用本实验的装置，m '不好测定，因此我们仍用（12-2）式进行计算．为了减少实验误差，适当控制实验条件，采用冷热补偿法修正系统误差，使系统的初 温低于室温，终温高于室温，使它们尽量满足如下关系：T －θ=θ- t 1 ，式中θ为室温． 从而使系统在前段时间由环境吸收的热量与后段时间向环境散失的热量可大体上互相抵消．[实验内容〕1．按图（12-1）装好仪器，但不要先把量热器放在导气管下面．2. 向沸水器中注水180－200毫升（为了缩短加热时间，最好是注热水），在沸水器下 面点燃酒精灯．3．测出量热器内筒质量m 2，随后将150毫升左右、低于室温的水注入内筒，测出它们的总质量，从而求出筒里水的质量m 1．4．等到沸水器中的水沸腾，有大量的蒸气从导气管喷出，读出水的沸点温度t 25．测出量热器内衡水的初温t 1。
液体比热容的测定(精)
Q放 Q吸
I 2R0t (cm c1m1 c2m2 c3m3)(T2 T1)
c
1 [ I 2R0t m T2 T1
m1c1
m2c2
m3c3 ]
（6-4）
如果计算出 Q放 I 2R0t ，再称出待测液体、 量热器内筒和搅拌器的质量m、m1和m2，铜电 极的质量m3给出，并测出温度T1、T2，就由 （6-4）式可得到待测液体的比热容c。
6.按下开关，开始加热的同时，按下秒表开始计时。 7.不断用搅拌器搅动，使整个量热器内各处的温度均匀。 待温度升高5 C左右时，切断电源，同时记下温度T2，并停 止计时。
8.记录数据代入公式计算。
问题讨论
分析实验中产生误差的原因？ 采取那些措施减小误差？
滑线变阻器 单刀开关 秒表 物理天平 导线
实验原理
设在量热器中，装有 质量为m、比热容c为的液 体，液体中安置着阻值为 R0 的电阻。如果按照实验 电路图6-1连接好电路，然 后闭合开关，则有电流通 过电阻，根据焦耳—楞次 定律，电阻产生的热量为
Q放 I 2R0t
液体、量热器内筒和铜电极等吸收电阻释放热
实验内容
1.按照图6-1连接电路。 2.用物理天平称出量热器内筒(玻璃杯)、搅拌器的质量。 3.给玻璃杯内加入约为玻璃杯容积2/3的待测液体，再用物 理天平称出质量，从而计算出待测液体的质量。
4.将玻璃杯放入量热器中，注意不要将液体溅出，插好温 度计，盖好盖子。
5.打开电源开关，调节电源电压在15V左右，观察电流表电 流(约1A)，然后断开开关，轻轻搅动搅拌器，读取温度计的读 数T1。
实验五 液体比热容的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 问题讨论
液体比热容的测量
高10－15℃。称其质量后，放入隔离筒，开始实验。每隔
1min分别记录一次纯净水温度 和外筒冷却水的温度 0 ，
共测20min。
3、用清洗过的内筒盛取饱和食盐水。
要求：食盐水的体积约占内筒的2/3体积、饱和食盐水 的初温与纯净水初温之差不超过1℃。称其质量后，放入隔
切换的规律：每分钟的前58秒显示TA，最后2秒显示 TB。显示TA时，第一位数码管显示成“A”。显示TB时，第一位 数码管显示成“b”。
5
• （3）自动保存数据功能 验过程中，仪器有自动记录温度的功能：开机或复位的
前20分钟，仪器会每分钟的最后1秒自动保存TA的温度值。 实验结束后，您在仪器前面板上按“查询”键，就可以查阅
这 些数据。 • （4）数据查阅功能
每次实验开始的前20分钟，在每分钟末，TA值被自动 保存一次。
实验结束后，按“查询”键，即可依次读取保存的TA值。
查询时，第一位数码管表示温度值的编号。
6
[实验原理]
由牛顿冷却定律，一个表面温度为 的物体，在温度为
0 的环境中自然冷却( 0)，在单位时间里流物体散失的
ln(
0)
k CS
t
b
可以将式(2)看成为两个变量的线性方程的形式：自变
量为t，应变量为ln( 0)，直线斜率为k CS ，本实验利用
式(2)进行测量，实验方法是：通过比较两次冷却过程，其
中一次含有待测液体，另一次含有已知热容的标准液体样
品，并使这两次冷却过程的实验条件完全相同，从而测量式
(2)中未知液体的比热容。
热量 δq δt 与温度差 0 有下列关系：
δq δt k(θ θ0)
液体燃烧热测定共22页
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
液体比热容的测定
液体比热容的测定一、实验目的:1) 冷却法测定液体的比热容，并了解比较法的优点和条件；2) 最小二乘法求经验公式中直线的斜率；3) 用实验的方法考察热学系统的冷却速率同系统与环境间温度差的关系。
二、实验原理:由牛顿冷却定律知，一个表面温度为的物体θ，在温度为的0θ环境中自然冷却(θ>0θ)，在单位时间里物体散失的热量与温t q δδ度差（θ>0θ）有下列关系：t q δδ= k (θ>0θ) 当物体温度的变化是准静态过程时，上式可改写为：t q δδ = sC k (θ>0θ ) （1） (1)式中为物体tq δδ的冷却速率，s C 为物质的热容，k 为物体的散热常数，与物体的表面性质、表面积、物体周围介质的性质和状态以及物体表面温度等许多因素有关，θ和分别为物0θ体的温度和环境的温度，k 为负数，θ-0θ的数值应该很小，大约在1 0一1 5℃之间。
如果在实验中使环境温度保持恒定0θ(即的变化比0θ物体温度的θ变化小很多)，则可以认为0θ是常量，对式(1)进行数学处理，可以得到下述公式：㏑(θ-0θ) = sC k t + b （2） 式中b 为(积分)常数。
可以将式(2)看成为两个变量的线性方程的形式： 自变量为t ，应变量为l n(θ-0θ)，直线斜率为sC k ，本实验利用式(2)进行测量，实验方法是：通过比较两次冷却过程，其中一次含有待测液体，另一次含有已知热容的标准液体样品，并使这两次冷却过程的实验条件完全相同，从而测量式(2)中未知液体的比热容。
在上述实验过程中，使实验系统进行自然冷却，测出系统冷却过程中温度随时间的变化关系，并从中测定未知热学参量的方法，叫做冷却法；对两个实验系统在相同的实验条件下进行对比，从而确定未知物理量，叫做比较法。
6.用电流量热器法测液体比热
用电流量热器法测液体比热本实验用电流量热法来测定液体的比热。
就是在完全相同的外界条件下，对水和待测液体进行测量。
用已知比热的水作为比较对象。
因此能够“消除”与环境热交换带来的影响，是测量液体比热的较好方法。
［实验目的］1、学会用电流量热器法测定液体的比热。
2、熟练掌握物理天平，温度计和量热器的使用方法。
［实验原理］在两只相同的量热器1和2中，分别装着质量为和，比热为和的两种液体，液体中安置着阻值相等的电阻1M 2M 1C 2C R ，如果按图(1)连接电路，然后闭合并关K ，则有电流通过电阻R ，根据焦耳——楞次定律，每只电阻产生的热量为(1) RT I Q 2=其中I 为电流强度，单位用安培；R 为电阻，单位用欧姆；T 为通电时间，单位用秒，则热量Q的单位为焦耳。
图1液体，量热器内筒，搅拌器和温度计等吸收电阻R 释放的热量Q 后，温度升高。
若量热器中两种液体的质量分别为和，比热分别为和初始温度(包括量热器及其附件)分别为和，加热终了的温度分别为1M 2M 1C 2C 1T 2T 1τ和2τ，包括量热器内筒、搅拌器、加热电阻、接线柱、温度计在内的两个量热器的水当量分别为和，水的比热为C 。
1W 2W 某一物体的水当量，是指与该物体具有相同热容量的水的质量。
如果设物体的质量为，比热为，在20℃的水的比热为4.182(KJ/Kg·K)，故它的水当量可用)(Kg M x )/(K Kg KJ C x ⋅C x W )(182.4Kg C M C C W x x x x x ==来表示。
所以：))((111111T CM M C Q −+=τ (2)))((2122222T CM M C Q −+=τ (3) 由于电阻R 相同，又是采用串联连接故(4) 21Q Q =即))((11111T CM M C −+τ))((22222T CM M C −+=τ由上式可得到 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−−+=1112222211)(1CW T T CW M C M C ττ (5) 式中的水当量和可以用下述方法计算：1W 2W 若铜制量热器和搅拌器的总质量为(kg)，已知铜的比热为0.385(KJ/Kg,K)，则它的热容量为，因而它的水当量为0.092(kg)。
基础实验8液体比热容的测量
基础实验8液体比热容的测量实验目的：1.学会使用直流电桥电路测量比热容。
3.了解传热原理。
实验器材：1.直流电桥。
2.热水密封容器。
3.电压表、电流表。
4.恒温水槽、温度计。
5.各种液体。
实验原理：一、热传导定律两个物体如果在接触的地方具有不同的温度，它们之间有热量的传递，这种传递称为热传导，其热流方向是自高温物体到低温物体，直至它们的温度相等。
热传导定律表明，热传导的速率正比于传热面积和温度差，反比于传热材料的厚度。
通常写成如下式子：Q=K×S×ΔT/t其中：Q：传热量；K：传热系数，即比热容；ΔT：上下温差；t：传热时间。
二、比热容的测量原理在实验室中，用直流电桥测量液体工作原理如下：首先，将电桥平衡，电桥的电势差为零。
之后，在电桥所在的热水密封容器中加入被测液体，然后在容器壁上加热元件产生一定的均匀热量，引起液体内部的小温度差，在一个相对短的时间内，把热量传递到密封容器外表面上。
由于传递热量的时间相对较长且液体的密度和比热等热学性质几乎不变，而且传热过程不受流体的运动影响，所以测出的传热量直接与比热容的数值成正比关系。
根据热传导定律式子的比热容定义如下：Cp：比热容（J/g/K）；m：液体质量（g）。
实验步骤：2.将电流表和电压表连接在电桥上。
3.启动电桥。
4.加热液体。
5.记录液体温度和具体热量，通过测量电桥电压和电流的变化来测量液体的比热容。
6.重复三次测量，计算平均值，并总结出每种液体的比热容。
实验结果：实验结果表明，通过使用直流电桥电路测量比热容，可以得到各种液体的比热容数值。
例如，我们发现：1.水的比热容在20℃左右约为4.18J/g℃。
实验应用：液体比热容的测量在工业和日常生活中具有广泛的应用，例如：1.热能装置的设计。
2.测量和优化传热效率。
3.热补偿。
总之，通过学习液体比热容的测量实验，可以掌握直流电桥电路测量比热容的基本原理和方法，并且可以应用这些原理和方法来测量液体的比热容，为工业和日常生活中的热力学应用提供重要的参考。
液体比热容的测定
液体比热容的测定液体比热容的测定一、实验目的:1) 冷却法测定液体的比热容，并了解比较法的优点和条件；2) 最小二乘法求经验公式中直线的斜率；3) 用实验的方法考察热学系统的冷却速率同系统与环境间温度差的关系。
二、实验原理:由牛顿冷却定律知，一个表面温度为θ的物体，在温度为0θ的环境中自然冷却(θ>0θ)，在单位时间里物体散失的热量t q δδ与温度差（θ>0θ）有下列关系：t q δδ= k (θ>0θ) 当物体温度的变化是准静态过程时，上式可改写为：t q δδ = sC k (θ>0θ ) （1） (1)式中tq δδ为物体的冷却速率，s C 为物质的热容，k 为物体的散热常数，与物体的表面性质、表面积、物体周围介质的性质和状态以及物体表面温度等许多因素有关，θ和0θ分别为物体的温度和环境的温度，k 为负数，θ-0θ的数值应该很小，大约在1 0一1 5℃之间。
如果在实验中使环境温度0θ保持恒定(即0θ的变化比物体温度θ的变化小很多)，则可以认为0θ是常量，对式(1)进行数学处理，可以得到下述公式：㏑(θ-0θ) = s C kt + b（2）式中b 为(积分)常数。
可以将式(2)看成为两个变量的线性方程的形式：自变量为t ，应变量为ln(θ-0θ)，直线斜率为sC k ，本实验利用式(2)进行测量，实验方法是：通过比较两次冷却过程，其中一次含有待测液体，另一次含有已知热容的标准液体样品，并使这两次冷却过程的实验条件完全相同，从而测量式(2)中未知液体的比热容。
在上述实验过程中，使实验系统进行自然冷却，测出系统冷却过程中温度随时间的变化关系，并从中测定未知热学参量的方法，叫做冷却法；对两个实验系统在相同的实验条件下进行对比，从而确定未知物理量，叫做比较法。
比较法作为一种实验方法，有广泛的应用。
利用冷却法和比较法来测定待测液体(如饱和食盐水)的热容的具体方法如下：利用式(2)分别写出对已知标准液体(即水)和待测液体(即饱和食盐水)进行冷却的公式，如下：ln w )(0θθ- = ''sC k t + b ’ （3）ln s )(0θθ- = ""sC k t + b ” （4）以上两式中C s '和C s "分别是系统盛水和盐水时的热容。