物质比热容的测定研究(9)

物质比热容的测定研究

2.3.2 实验装置

本实验所用装置是一个只有金属内筒的量热器，

表面镀亮、用铜材料制成，如图2.3所示，金属内筒内

分别盛入所要比较的水( m′s ) 和待测金属加水

(即:mj + m″s ) ，置于温度恒定的房间，以达到θ变

化很小的目的。 金属内筒、搅拌器、投入液体中的温

度计部分及水(或待测金属加水) 组成我们所要考虑的

系统。

2.3.3 实验数据记录及计算

①测量各物体质量

分别测定金属量筒加搅拌器的质量m1 + m2 、金属量

筒加搅拌器加水( m′s ) 的质量m1 + m2 + m′s (比较系统)；金属量筒加搅拌器加水( m″s ) 的质量m1 + m

+ m″s 、金属量筒加搅拌器加待测金属与水混合( mj

+ m″s ) 的质量m1 + m2 + m″s + m″j (待测系统)，以及温度计插入水中的体积V。

m1 + m2 = 180. 20 ×10- 3 kg

m1 + m2 + m′s = 480. 11 ×10- 3 kg

m1 + m2 + m″s = 417. 12 ×10- 3 kg

m1 + m2 + m″s + m″j = 918. 35 ×10- 3 kg

V = 1. 8 ×10- 6 m3

②金属量筒温度测量

分别测定用同一金属量筒在盛有相同体积的水和待测金属加水混合时(温度高于环境温度) 温度随时间t的变化情况，每隔一分钟记录一次系统温度T ，各测量15 分钟。测量数据见表1。

③数据计算

用作图法求b′、b ″,可得b′= - 0. 01090 min- 1，b″= - 0. 01034 min- 1 。已知c1 = c2 = ct = 0. 385 ×103 J / kg ·k ，cs = 4. 18 ×103 J / kg ·k。将各数据代入公式(13)，则有

cj = 0. 443 ×103 J/ kg ·k.

2.3.4 关于实验条件的讨论

T - θ比较小，这是由牛顿冷却定律本身提出的；θ恒定或变化很小，这是

(18)式推导过程中提出的；作为相比较的两个系统，在实验中要求其表面积相同，表面光洁度、表面温度都相同，还要求环境温度相同。这是由比较法提出要求两个系统散热情况相同；系统的初温不能取太高，否则蒸发现象影响实验结果；对系统需不停地搅拌才能使系统温度均匀。