比热容如何测量?具体实验步骤详解!

2023-11-07 00:50:19 字數 1675 閱讀 8490

比热容是指单位质量物质在单位温度变化下所吸收或释放的热量。它的概念是根据热力学第一定律(能量守恒定律)和热传导定律得出的。

物体的比热容大小可以通过实验来测定。下面是一种常用的测定方法:

1. 实验装置准备:

一个绝热容器(如热水瓶):用来保持物体和周围环境的热量交换尽可能小。

一个恒温水浴:用来提供恒定的温度环境。

一个电热器:用来提供恒定的加热功率。

一个温度计:用来测量物体的温度变化。

一个电流表和电压表:用来测量电热器的功率。

2. 实验步骤:

将物体放入绝热容器中,并记录物体的质量。

将绝热容器放入恒温水浴中,使物体和水浴的温度达到平衡。

将电热器放入绝热容器中,并将电流表和电压表连接上,以测量电热器的功率。

打开电热器,使物体受热,并记录下物体的初始温度和加热时间。

持续记录物体的温度随时间的变化,直到温度达到一定稳定值。

关闭电热器,记录下物体的最终温度和加热时间。

3. 数据处理:

根据实验数据,可以计算出物体的比热容。比热容的计算公式为:

比热容 = 加热功率 × 加热时间) /质量 × 温度变化)

举例说明。

假设我们要测定一块铝块的比热容。首先将铝块放入绝热容器中,并记录下铝块的质量为100g。然后将绝热容器放入恒温水浴中,使铝块和水浴的温度达到平衡。接下来,将电热器放入绝热容器中,并连接上电流表和电压表。打开电热器,开始加热铝块。在加热过程中,记录下铝块的初始温度为20°c,加热时间为5分钟。持续记录铝块的温度随时间的变化,直到温度达到稳定值。最后,关闭电热器,记录下铝块的最终温度为80°c,加热时间为10分钟。

根据实验数据,可以计算出铝块的比热容。假设电热器的功率为500w,那么加热功率为500w,加热时间为15分钟(5分钟加热时间加上10分钟稳定时间)。根据比热容的计算公式,可以得到:

比热容 = 500w × 15min) /100g × 80°c - 20°c)) 0.625 j/g°c

因此,这块铝块的比热容为0.625 j/g°c。

5. 总结

本文介绍了比热容的概念、测定方法以及计算公式。实验装置包括绝热容器、恒温水浴、电热器和温度计等,实验步骤包括将物体放入绝热容器中、使物体和水浴的温度达到平衡、将电热器放入绝热容器中并测量功率、打开电热器加热铝块、记录温度变化等。数据处理根据实验数据计算出物体的比热容。

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