物质比热容的测定研究(10)

物质比热容的测定研究

第三章 液体物质比热容的测定

3.1利用牛顿冷却定律测定盐水的比热容

利用冷却法测定物质的比热容是普通物理实验中常用的方法,它可以测量固体的比热容,也可以测量液体的比热容。本节利用冷却法对不同浓度的盐溶液的比热容进行了测定,并分析了浓度与比热容的关系。

3.1.1 实验原理与方法

一、实验装置

本实验所采用的实验装置是一个具有内外筒的量热器。外筒由双壁水筒制成,里面装满了温度与室温相近的水,并让自来水从其中不断流过,以保持恒温。内筒盛水或待测液体,内外筒都有搅拌器。内筒、内筒搅拌器、待测液体或水组成测定系统。该装置的设计是设法使系统在温度恒定的环境中冷却。

二、 实验原理及方法

采用比较的方法测量不同浓度的盐水的比热容。以牛顿冷却定律为实验原理。即:一个系统的温度如果高于环境温度 ,系统就要散热；如果低于环境温度 ,系统就要吸热。当一个系统的温度与环境温度相差不大时，系统的散热速率 dq/ dt 同系统温度与环境温度之差( T - θ)成正比，用数学形式表示为

dq K( t) （1） 散热速率： dt

或冷却速率： dTK ( t) （2） dtCs

式中 dT/dt 为系统的冷却速率, K为散热系数, Cs 为系统的比热容, T、θ分别为系统和环境的温度。如果在实验的过程中能保证环境温度θ的变化比系统温度T的变化小很多,则θ可以认为是常数,那么(2)式可变形为:

d(T )K dt （3） (T )Cs