物质比热容的测定研究(5)

物质比热容的测定研究

设质量为m的固体样品内含有一热源，其输出功率恒为W，则W分为用以加热样品的功率W 和由样品表面散发到环境中去的功率W 两部分，若固体表面各部分温度相同，则有

W W W （1）

dTW Ce （2） dt

W A(T T0) （3）

Tt 0 T0 （4）

其中Ce cm Ch（c为固体比热容，Ch为加热棒热容)，A为固体表面积，

为固体与空气间的对流交换热系数，T为固体温度，T0为环境温度。

根据（1）-（4）式，可以得到方程（1）的解为 tWT=(1 ece) T0 （5） A A

这就是固体温度随时间变化的规律，是一个负指数函数。根据（5）式可以

绘出样品温度随加热时间t变化的动态曲线，如图2.1

。

该曲线的渐近线是时间趋于无穷大时系统达到的温度：

WTm limT T0 （6） t A

由（5）式和（6）式可得：

Ce tW

m(Tm T0)ln(1 T T0)Tm T0 Cn （7） m

式（7）即为用动态法测固体比热容的依据。显然，只要由实验绘出图1所示动态曲线，并由此确定参数Tm，即可由式(7)及曲线上任一点计算出比热容c来。

2.1.2 实验装置

实验装置如图2.2所示，A为圆柱形金属试样，中间开一通孔放置加热棒B，A上部开一细小深孔放置热电偶D

。加热棒的输出功率可由一台调压器调节，热电