SCIENCE1用电热法测定热功当量天津理工大学理学院实验中心
用电热法测定热功当量 天津理工大学理学院实验中心
SCIENCES目录实验目的实验原理一三四五六七实验仪器实验步骤数据处理注意事项思考题
目录 一、实验目的 二、实验原理 三、实验仪器 四、实验步骤 五、数据处理 六、注意事项 七、思考题
SCIENCE一、实验目的学会用电热法测定热功当量。学会一种散热修正的方法一终温修正法
一、实验目的 ◆ 学会用电热法测定热功当量。 ◆ 学会一种散热修正的方法——终温修正法
SCIENCE实验原理二、1用电热法测定热功当量强度为的电流在时间内通过电热温度计丝时电场力做功A=UIt搅拌器电极绝热盖这些功全部转化为热量，此热量可绝热架以用量热器系统来测量。绝热外筒Q=(moCo+mC+m2C2+m3C+.....+0.46V)(T+-T)金属内筒加热炉丝假设在过程中没有热量损失热功当量J=A/Q
二、实验原理 1 用电热法测定热功当量 强度为I的电流在t时间内通过电热 丝时电场力做功 这些功全部转化为热量，此热量可 以用量热器系统来测量。 假设在过程中没有热量损失 热功当量 搅拌器 温度计 电极 绝热盖 绝热架 绝热外筒 金属内筒 加热炉丝 V E A A =UIt ( 0.46 )( ) 0 0 1 1 2 2 3 3 V T T0 Q m c m c m c m c = + + + ++ f − J = A/ Q
SCIENCE二、实验原理2.散热修正在用电流加热使系统升温的过程中，系统是向外散热的（设系统温度高于环境温度），要设法把由于散热而导致的温度降求出。T, =T, +AT根据牛顿冷却定律，在系统与环境间温差不大时，系统处于自然冷却的情况下，系统dT的散热致冷速率K(T-0)dt假设在加热过程中系统温度是均匀上升的，可以求得系统表面在to到t时间内由于散&T=K(T-O)(t,-to)热而降低的温度实验中取固定时间间隔，记录该间隔内系统的平均温度，最后系统由于散热而导致的温度降低AT=T,i=l
2.散热修正 在用电流加热使系统升温的过程中，系统是向外散热的（设系统温度高于环境温 度），要设法把由于散热而导致的温度降求出。 根据牛顿冷却定律，在系统与环境间温差不大时，系统处于自然冷却的情况下，系统 的散热致冷速率 假设在加热过程中系统温度是均匀上升的,可以求得系统表面在 t0 到 tf 时间内由于散 热而降低的温度 实验中取固定时间间隔，记录该间隔内系统的平均温度，最后系统由于散热而导致的 温度降低 Tf = Tf + T " 二、实验原理 ( ) d d = = K T − t T v ( )( ) 0 T K T t t = − f − = = n i T Ti 1
SCIENCET实验仪器三、 直流稳压电源量热器温度计电子天平
三、实验仪器 量热器 温度计 电子天平 直流稳压电源
SCIENCE四、实验步骤1.用电子天平称出参与热交换的物体质量。2.内筒加入约占筒容积2/3的水3.记录室温0（环境温度）4.接好线路，调节滑线变阻器和电源电压使电流表读数为1A，记下此时电压值。5.通电16分钟，测出每分钟系统在加热过程的温度。6.断开电源，系统降温4分钟，测出初温和终温7.利用终温修正求出终温8.计算出热功当量
四、实验步骤 1.用电子天平称出参与热交换的物体质量。 2.内筒加入约占筒容积2/3的水。 3.记录室温θ（环境温度）。 4.接好线路，调节滑线变阻器和电源电压使电流表读数为1A，记下此时电压值 。 5.通电16分钟，测出每分钟系统在加热过程的温度。 6.断开电源，系统降温4分钟，测出初温和终温。 7.利用终温修正求出终温。 8.计算出热功当量
SCIENCESTNE五、 数据处理U(V)I(A)mo (g)m (g)m2 (g)Co=1.000（cal/goC)C=0.092（cal/goC)C2=0.220（cal/goC）234568913141507101112161t(min)T(℃)T =(℃)(℃) T,=
五、数据处理 t i (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Ti (℃) i tTi ' T0 ' T f m0 (g) m1 (g) m2 (g) U (V) I (A) c0 = 1.000 (cal/goC) c1 = 0.092 (cal/goC) c2 = 0.220 (cal/goC) ' T0 ' T f = " Tf = (C) (C) " T0
SCIENCE六、注意事项1.电源电压应由低向高调节，以免损害测量电表表头2.使用搅拌器时一定要均匀、缓慢以免把加热电阻丝碰断3.实验结束后，必须把量热器中的水倒出来，并且要把接线柱及加热电阻丝晾干
六、注意事项 1.电源电压应由低向高调节，以免损害测量电表表头。 2.使用搅拌器时一定要均匀、缓慢，以免把加热电阻丝碰断。 3.实验结束后，必须把量热器中的水倒出来，并且要把接线柱及加热电阻丝 晾干
SCIENCE七、思考题1.本实验是如何进行散热修正的？如果系统的初温低于环境温度，将如对系统的散热损失进行修正？2.从实验数据说明散热修正的必要。如不加修正，将会给结果带来多大误差？
七、思考题 1.本实验是如何进行散热修正的？如果系统的初温低于环境温度θ，将如何对系统的散 热损失进行修正？ 2.从实验数据说明散热修正的必要。如不加修正，将会给结果带来多大误差？