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金屬比熱容的測定實驗裝置圖

發布時間:2022-05-11 06:20:21

❶ 物理實驗冷卻法測金屬的比熱容中的誤差分析怎麼寫

大學物理實驗——冷卻法測金屬的比熱容中誤差主要來源於對溫度的測量。

1、讀取溫度是的視覺誤差;

2、溫度計的對與某時刻的靈敏程度造成的誤差;

3、繪制時間—溫度曲線的誤差;

用加熱盤對標准樣品加熱,同時監視加熱溫度,達65.0℃停止加熱.並將加熱盤移開,使樣品自然冷卻,同時開始記錄溫度T1和對應時間t1;

初始時由於樣品溫度與室溫差別較大,降溫較快,所以記錄點要略密些,隨著樣品降溫,溫差變小,變化緩慢,記錄時間間隔可加大,當溫度約為40℃時,停止測量。

(1)金屬比熱容的測定實驗裝置圖擴展閱讀:

在一定的條件下得到更接進於真實值的最佳測量結果;確定結果的不確定程度;據預先所需結果,選擇合理的實驗儀器、實驗條件和方法,以降低成本和縮短實驗時間。因此我們除了認真仔細地做實驗外,還要有正確表達實驗結果的能力,這二者是同等重要的。僅報告結果,而不同時指出結果的不確定程度的實驗是無價值的,所以我們要有正確的誤差概念。

❷ 如何簡單的測量物體的比熱容呢

需要溫度計和天平,還要1個能加熱的物體,如酒精燈,具體就套S=CM△T..(步驟很多,看看8年級的書)

❸ 冷卻法測定金屬比熱容

單位質量的物質,其溫度升高所需的熱量叫做該物質的比熱容,其值隨溫度而變化。根據牛頓冷卻定律,採用冷卻法測定金屬的比熱容是量熱學常用方法之一。若已知標准樣品在不同溫度的比熱容,通過作冷卻曲線就可測量各種金屬在不同溫度時的比熱容。本實驗以銅為標准樣品,測定鐵、鋁樣品在時的比熱容。將質量為的金屬樣品加熱後,放在較低溫度的介質(例如室溫的空氣)中,樣品將會逐漸冷卻。其單位時間的熱量損失與溫度下降的速率成正比。首先測出高溫金屬的溫度之後向其供應單位數量的已知比熱容的物質,之後等到被測金屬溫度下降之後,測出此時被測金屬的溫度,算出減少的溫度,之後再算冷卻物質的溫度,冷卻之前要先測出冷卻物質的初始溫度,冷卻完成後,量出其溫度算出溫差,由於比熱容已知,因此此時可以求出總共的熱量。

比熱容(Specific heat Capacity),用符號C表示,又稱比熱容量,簡稱比熱(specific heat),是單位質量物質的熱容量,即單位質量物體改變單位溫度時的吸收。

❹ 怎麼測金屬比熱容

1.用電子秤稱出金屬的質量M。
2.取一雙層鍋(兩個套在一起的鍋,有封蓋且內外鍋之間有隔熱層,如塑料泡沫),用電子秤稱出鍋的質量m0,加適量的水後再稱其質量m2,可得雙層鍋內水的質量為m1=m2-m0。
3.測出室溫T0,再將溫度計插入封蓋一定深度,蓋上封蓋(溫度計的液泡要浸沒於水中)。
4.點燃酒精燈加熱,觀察溫度計視數,直至溫度不再升高,記錄下此時的溫度T1。
5.熄滅酒精燈,將金屬迅速放入雙層鍋內,迅速蓋上封蓋,觀察溫度計視數直至溫度不再降低,記錄下此時的溫度T2。
6.由公式:C水m1(T1-T2)=C金屬M(T2-T0)[水放出的熱等於金屬升溫所吸收的熱]計算出C金屬的值。
7.整理實驗台。

❺ 冷卻法測定金屬比熱容實驗誤差因素有哪些應如何消除

  1. 風會使物體的熱損失率增大2.實驗步驟冷卻法測定金屬的比熱容(1) 稱量樣品質量用物理天平稱量標准樣品和待測樣品的質量.(2) 測量標准樣品的冷卻曲線圖6 加熱引線 溫度感測器引線溫度感測器引線 加熱圓盤C待測材料B散熱鋁盤A
    按圖6所示安裝實驗裝置,用加熱盤對標准樣品加熱,同時監視加熱溫度,達65.0℃停止加熱.並將加熱盤移開,使樣品自然冷卻,同時開始記錄溫度T1和對應時間t1.初始時由於樣品溫度與室溫差別較大,降溫較快,所以記錄點要略密些.隨著樣品降溫,溫差變小,變化緩慢,記錄時間間隔可加大.當溫度約為40℃時,停止測量.(3) 測量待測樣品的冷卻曲線實驗步驟同上.注意實驗條件要與前者相同.本實驗只要求測量一組數據.計算待測樣品的比熱容C值,若誤差太大,要分析原因並重新測量.注意事項如下:(1)樣品自然冷卻時,應懸置於無風、無熱源、氣溫穩定的環境中,開始記錄數據時動作要敏捷、記錄T、t要准確.(2)小心加熱盤溫度過高燙手.3.物體初始溫度 記錄時間不完全一致

    1.讀數時按計時器始末有誤差;
    2.室溫對結果造成影響;
    3.金屬插入的深度也有相對影響

❻ 固體比熱容的測量

http://www.bb.ustc.e.cn/jpkc/guojia/dxwlsy/kj/part2/grade1/specificheat.html
實驗簡介

19世紀,隨著工業文明的建立與發展,特別是蒸汽機的誕生,量熱學有了巨大的進展。經過多年的實驗研究,人們精確地測定了熱功當量,逐步認識到不同性質的能量(如熱能、機械能、電能、化學能等)之間的轉化和守恆這一自然界物質運動的最根本的定律,成為19世紀人類最偉大的科學進展之一。從今天的觀點看,量熱學是建立在「熱量」或「熱質」的基礎上的,不符合分子動理論的觀點,缺乏科學內含。但這無損量熱學的歷史貢獻。至今,量熱學在物理學、化學、航空航天、機械製造以及各種熱能工程、製冷工程中都有廣泛的應用。

比熱容是單位質量的物質升高(或降低)單位溫度所吸收(或放出)的熱量。比熱容的測定對研究物質的宏觀物理現象和微觀結構之間的關系有重要意義。

本實驗採用混合法測固體(鋅粒)的比熱容。在熱學實驗中,系統與外界的熱交換是難免的。因此要努力創造一個熱力學孤立體系,同時對實驗過程中的其他吸熱、散熱做出校正,盡量使二者相抵消,以提高實驗精度。

實驗原理

n 混合法測比熱容

設一個熱力學孤立體系中有種物質,其質量分別為,比熱容為()。開始時體系處於平衡態,溫度為,與外界發生熱量交換後又達到新的平衡態,溫度為,若無化學反應或相變發生,則該體系獲得(或放出)的熱量為

假設量熱器和攪拌器的質量為,比熱容為,開始時量熱器與其內質量為的水具有共同溫度,把質量為的待測物加熱到後放入量熱器內,最後這一系統達到熱平衡,終溫為。如果忽略實驗過程中對外界的散熱或吸熱,則有

式中為水的比熱容。代表溫度計的熱容量,其中是溫度計浸入到水中的體積。

n 系統誤差的修正

在量熱學實驗中,由於無法避免系統與外界的熱交換,實驗結果總是存在系統誤差,有時甚至很大,以至無法得到正確結果。所以,校正系統誤差是量熱學實驗中很突出的問題。為此可採取如下措施:

l 要盡量減少與外界的熱量交換,使系統近似孤立體系。此外,量熱器不要放在電爐旁和太陽光下,實驗也不要在空氣流通太快的地方進行。

l 採取補償措施,就是在被測物體放入量熱器之前,先使量熱器與水的初始溫度低於室溫,但避免在兩熱器外生成凝結水滴。先估算,使初始溫度與室溫的溫差與混合後末溫高出室溫的溫度大體相等。這樣混合前量熱器從外界吸熱與混合後向外界放熱大體相等,極大地降低了系統誤差。

l 縮短操作時間,將被測物體從沸水中取出,然後倒入量熱器筒中並蓋好的整個過程,動作要快而不亂,減少熱量的損失。

l 嚴防有水附著在量熱筒外面,以免水蒸發時帶走過多的熱量。

l 沸點的校正。在實驗中,我們是取水的沸點為被測物體加熱後的溫度,但壓強不同,水的沸點也有所不同。為此需用大氣壓強計測出當時的氣壓,再由氣壓與沸點的關系通過表5.3.3-1查出沸點的溫度。

採取以上措施後,散熱的影響仍難以完全避免。被測物體放入量熱器後,水溫達到最高溫度前,整個系統還會向外散熱。所以理論上的末溫是無法得到的。這就需要通過實驗的方法進行修正:在被測物體放入量熱器前4-5min就開始測度量熱器中水的溫度,每隔1min讀一次。當被測物體放入後,溫度迅速上升,此時應每隔0.5min測讀一次。直到升溫停止後,溫度由最高溫度均勻下降時,恢復每分鍾記一次溫度,直到第15min截止。由實驗數據作出溫度和時間的關系曲線(圖5.3.3-1)。

為了推出式(2)中的初溫度和末溫,在圖5.3.3-1中,對應於室溫曲線上之點作一垂直與橫軸的直線。然後將曲線上升部分AB及下降部分CD延長,與此垂線分別相交於E點和F點,這兩個焦點的溫度坐標可看成是理想情況下的和,即相當於熱交換無限快時水的初溫與末溫。

實驗內容

實驗內容是測量鋅粒的比熱容,實驗裝置如圖

n 稱出質量為的鋅粒,放入試管中隔水加熱(注意:水不能濺入)。在沸水中至少15min,才可認為鋅粒與水同溫。水沸騰後測出大氣壓強。

n 在鋅粒加熱的同時,稱出量熱器內筒及攪拌器質量,然後倒入適量的水,並加入冰屑使水溫降低到室溫下(注意:不能使筒外表有水凝結),利用公式(2)估算出水的質量後,稱出質量。

n 在倒入鋅粒前,一面用棒輕輕攪動,一面每隔一分鍾測一次水溫(注意:一定要待冰屑全部融化後才能開始測溫),計時5分鍾後將加熱好的鋅粒迅速而准確地倒入量熱器內(注意:不能使量熱器中水濺出,又切勿碰到溫度計),立即將蓋蓋好並繼續攪拌(注意:不能太使勁),同時,每隔半分鍾測一次水溫。至水溫均勻下降,每隔一分鍾測一次水溫,連續10min左右為止。

n 溫度計浸沒在水下的體積可用一個小量筒測得。先將水注入小量筒中,即下其體積,然後將溫度計插入水中,使溫度計插入水中的體積與在量熱筒中沒入水中的體積相同(以從量熱筒中取出溫度計上水印為准),讀出液面升高後的體積,則溫度計插入量熱筒水中的體積

(注意:實驗中溫度計中的水銀泡一定要沒入水中,但又不能碰到鋅粒)。

n 查表5.3.3-1得到實驗氣壓條件下水的沸點,即作為鋅粒加熱後的溫度。

n 作溫度-時間曲線,求出和。

n 根據式(2)求出鋅的比熱,並和鋅的標准比熱比較,求出相對誤差。

設計性內容

n 設計一種方法,測定金屬粉末(細屑)的比熱容,要求結果有2位有效數字。使用物品:透明塑料片、鋼板尺、溫度計各一個,軟木塞(暖瓶用)、橡皮筋各二個。

實驗重點

n 了解量熱器的構造,如何保證量熱器為孤立系統。

n 如何對實驗過程中的吸熱、散熱做出校正,盡量使二者相抵消,以提高實驗的精度。

思考題

n 實驗中採用什麼實驗條件來保障測比熱容的條件成立?

n 實驗中質量稱衡採用了精度較低的物理天平,為什麼測量溫度卻採用分度值為0.1°C的精密水銀溫度計?

n 為了提高量熱精度,實驗中採取了哪些措施?若要進一步提高測量精度可用什麼方法?

❼ 怎麼樣用水測量金屬的比熱容

一、金屬比熱容的測定
1.用天平分別測出量熱器內筒的質量、攪拌器的質量及被測物的質量。
2.將量熱器的內筒注入一定質量的水,要求保證金屬塊放入後能完全被水浸沒。稱量出量熱器內筒及水的總質量。計算出水的質量。
3.從溫度計上讀出量熱器及水的初始溫度。
4.將金屬塊放入另一個較大的容器內用水煮沸,確切測量出金屬塊的溫度。
5.將金屬塊迅速取出放入量熱器的內筒中,蓋好膠木蓋,用攪拌器上下輕輕攪拌。在溫度計的讀數不再上升而即將下降時,讀出溫度值。
6.測量數據記錄在表格14-1中。
7.將測量數據代入式(14-2)中求出金屬的比熱容。

❽ 搜搜冷卻法測定金屬比熱容的思考題

1.風會使物體的熱損失率增大 2. 實驗步驟 冷卻法測定金屬的比熱容 (1) 稱量樣品質量 用物理天平稱量標准樣品和待測樣品的質量. (2)測量標准樣品的冷卻曲線
圖6
加熱引線 溫度感測器引線
溫度感測器引線
加熱圓盤C
待測材料B
散熱鋁盤A按圖6所示安裝實驗裝置,用加熱盤對標准樣品加熱,同時監視加熱溫度,達65.0℃停止加熱.並將加熱盤移開,使樣品自然冷卻,同時開始記錄溫度T1和對應時間t1.初始時由於樣品溫度與室溫差別較大,降溫較快,所以記錄點要略密些.隨著樣品降溫,溫差變小,變化緩慢,記錄時間間隔可加大.當溫度約為40℃時,停止測量. (3) 測量待測樣品的冷卻曲線 實驗步驟同上.注意實驗條件要與前者相同.本實驗只要求測量一組數據.計算待測樣品的比熱容C值,若誤差太大,要分析原因並重新測量. 注意事項如下: (1)樣品自然冷卻時,應懸置於無風、無熱源、氣溫穩定的環境中,開始記錄數據時動作要敏捷、記錄T、t要准確. (2)小心加熱盤溫度過高燙手. 3.物體初始溫度 記錄時間不完全一致

❾ 冷卻法測金屬比熱容實驗總結

風會使物體的熱損失率增大2.實驗步驟冷卻法測定金屬的比熱容(1) 稱量樣品質量用物理天平稱量標准樣品和待測樣品的質量.(2) 測量標准樣品的冷卻曲線圖6 加熱引線 溫度感測器引線溫度感測器引線 加熱圓盤C待測材料B散熱鋁盤A
按圖6所示安裝實驗裝置,用加熱盤對標准樣品加熱,同時監視加熱溫度,達65.0℃停止加熱.並將加熱盤移開,使樣品自然冷卻,同時開始記錄溫度T1和對應時間t1.初始時由於樣品溫度與室溫差別較大,降溫較快,所以記錄點要略密些.隨著樣品降溫,溫差變小,變化緩慢,記錄時間間隔可加大.當溫度約為40℃時,停止測量.(3) 測量待測樣品的冷卻曲線實驗步驟同上.注意實驗條件要與前者相同.本實驗只要求測量一組數據.計算待測樣品的比熱容C值,若誤差太大,要分析原因並重新測量.注意事項如下:(1)樣品自然冷卻時,應懸置於無風、無熱源、氣溫穩定的環境中,開始記錄數據時動作要敏捷、記錄T、t要准確.(2)小心加熱盤溫度過高燙手. 3.物體初始溫度 記錄時間不完全一致
1.讀數時按計時器始末有誤差;
2.室溫對結果造成影響;
3.金屬插入的深度也有相對影響

❿ 如何用混合法測量銅塊的比熱容

一、實驗目的比熱容是描述物體熱學性質的一個重要物理量。根據熱平衡原理用混合法測定金屬比熱容是量熱學中的方法之一。本實驗用此法測定金屬樣品的比熱容,實驗在量熱器內進行。要求學生掌握量熱器、溫度計、普通天平的正確使用方法;掌握用混合法測定金屬的比熱容;並學習根據誤差分析合理選擇參量進行實驗。二、實驗原理單位質量的物質,其溫度升高1K(或1)所需的熱量叫做該物質的比熱容。把具有一定溫度和質量的待測系統與已知溫度、質量、比熱容的已知系統混合,如果整個系統和外界沒有熱交換,則熱量將由高溫系統傳向低溫系統,高溫系統放出的熱量全部被低溫系統所吸收,最後兩系統達到平衡狀態。此即熱平衡原理。將比熱容為C質量為溫度為的待測金屬樣品投入溫度為的盛有水的量熱器中,設量熱器內筒(包括攪拌器)的質量為,比熱容為,水的質量為,比熱容為,溫度計浸入水中部分的體積為(以為單位),以表示待測金屬樣品與量熱系統熱平衡後的溫度。由熱平衡原理可知: (1)式中左方是待測樣品傳遞給量熱系統的熱量表達式,右方是量熱系統所得之熱量表達式。因此: (2)常溫情況下,銅的比熱容;水的比熱容; 為溫度計浸入水中部分的熱容。三、儀器用具量熱器、溫度計(0-50和0-100各一支)、普通天平一台、待測金屬粒若干、蒸汽鍋、酒精燈、水、冰塊。量熱器簡介:量熱器是通過測定物體間傳遞的熱量來求出物質的比熱,潛熱及化學反應熱的儀器。是為了盡量減少實驗系統與環境之間的傳導,對流和輻射這三種方式而設計的。其結構如圖1-9-1所示,主要是由兩個金屬筒(良導體)組成。將內筒放在有蓋的大筒中,並插入帶有絕緣柄的攪拌器和溫度計,內筒放置在絕熱架上,兩筒互不接觸,夾層中間充滿不傳熱的物質(一般為空氣),這樣就構成量熱器。量熱器外筒用絕熱蓋蓋住,使內桶上部的空氣不與外界發生對流。一般,常將內筒外壁與和外筒外壁鍍亮,以減少熱輻射影響,這樣內筒與外筒及環境之間不易進行熱交換,因而我們可以通過測定量熱器內筒中待測物體和已知熱容量諸物體之間交換的熱量來計算待測物的比熱和潛熱等。圖1 量熱器示意圖量熱器只能使實驗系統粗略的接近一個孤立系統。為了盡量減少系統與外界熱交換,實驗操作時也要注意絕熱問題。如盡量少用手觸摸量熱器的任何部分;應在遠離熱源(或空氣流通太快)的地方做量熱實驗;應使系統與外界溫度差盡可能小;應盡量迅速的完成實驗等等。盡管如此,在不同的熱學實驗中,根據不同的情況還應進行散熱或吸熱修正。四、注意事項1、(1)式成立的條件是系統與外界絕熱,實驗中這是不可能的,除非系統與環境溫度時時刻刻完全相同,否則就不可能完全達到絕熱的要求。為了盡可能使系統與外界交換的熱量達到最小,以減小這種誤差,除了使用量熱器以外,在實 驗操作過程中必須注意以下幾點:(1)盡可能使系統與外界溫差小。(2)盡量使實驗過程進行的迅速。(3)量熱器要遠離蒸汽鍋爐。(4)量熱器不要放在日光下和空氣流動快的地方。(5)混合、攪拌時要避免水濺出2、待測金屬樣品質量溫度,水的質量初溫如何選擇?應以實驗誤差最小,操作方便為原則。一般情況溫度計浸入水中部分熱容,在(2)式中略去1.94V,根據不確定度的合成,有: (3)略去其中小量可得: (4)由此可見,本實驗被測量的不確定度主要來自溫度測量。加大溫差可以減小相對不確定度。因此,選擇各參量時須注意加大溫差的幾條途徑是:(1)增加待測金屬樣品的質量。(2)提高待測金屬樣品的溫度。(3)減少水的質量。同時需注意:(4)水不能太少以致不能浸沒金屬(5)高溫的金屬投入過程中損失較大,因此投入時速度要快,否則熱量損失過大會帶來較大的系統誤差。(6)(4)式是在系統和外界沒有熱量交換的前提下,評定測量結果不確定度的近似表達式。實際測量過程很難滿足系統和外界沒有熱量交換的條件。因此,評定測量結果不確定度還應考慮到系統和外界熱量交換導致的測量結果不確定度分量。五、實驗內容1.自行設計數據記錄表格。2.自行擬定主要實驗步驟。3.合理選擇實驗參量測定金屬比熱容。4.對結果進行具體的誤差分析,討論各次數據的離散程度和原因。5.把結果表示成的形式。六、思考題1.用混合法能否測定不良熱導體的比熱?為什麼?2.分析實驗過程中還有哪些因素會影響測量結果?操作過程中如何盡量減少其影響?參考文獻1、陸廷濟等.物理實驗教程.上海:同濟大學出版社,20002、趙魯卿,王玉文.普通物理實驗.西安:西北大學出版社,19933、丁慎訓,張連芳.物理實驗教程.北京:清華大學出版社,2002 http://202.207.213.2/physic/dzkjjqtwj01/dxwldzjan/1_9.htm

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