冷却法测量金属的比热容 1.docx

冷却法测量金属的比热容 1.docx

《冷却法测量金属的比热容 1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷却法测量金属的比热容 1.docx（3页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

冷却法测量金属的比热容1

冷却法测量金属的比热容

【实验目的】

1、通过实验了解金属的冷却速率和和它与环境之间温差关系及用冷却法进行金属的比热容测量的实验条件。

2、测定铜、铁、铝的比热容。

【实验原理】

根据牛顿冷却定律，用冷却法测定金属的比热容是量热学常用方法之一。

若已知标准样品在不同温度的比热容，通过作冷却曲线可测量各种金属在不同温度时的比热容。

本实验以铜为标准样品，测定铁、铝样品在

或

时的比热容。

通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件。

单位质量的物质，其温度每升高

所需的热量叫做该物质的比热容，其值随温度而变化。

将质量为

的金属样品加热后，放在较低温度的介质（例如室温的空气）中，样品将会逐渐冷却。

其单位时间的热量损失

与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式：

（1）

式中：

为该金属样品在温度

时的比热容；

为金属样品在

的温度下降速率。

根据冷却定律有：

（2）

式中：

为热交换系数

为该样品外表面的面积；

为常数；

为金属样品的温度；

为周围介质的温度。

由式

（1）和

（2），可得

（3）

同理，对质量为M2，比热容为

的另一种金属样品，可有同样的表达式：

（4）

由上式（3）和（4），可得：

所以

如果两样品的形状尺寸都相同，即

；两样品的表面状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有

。

于是当周围介质温度不变（即室温

恒定而样品又处于相同温度

）时，上式可以简化为：

（5）

如果已知标准金属样品的比热容

和质量M1；待测样品的质量M2及两样品在温度

时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容

。