液體比熱容測定儀主要應(yīng)用于等院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué). 儀器的色在于:(1) 采用數(shù)字溫度計測溫,度±0.1℃;(2) 采用數(shù)字計時器, 度:0.1s;(3)采用數(shù)字電表測電,度:0.001A;(4) 采用數(shù)字電壓表測電壓,度:0.01V; (5) 采用新型量熱器;(6) 采用程控電機(jī)攪拌.(7)能自動計
比熱容是單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升1℃時需吸收的熱量，它的測量是物理學(xué)的基本測量之，屬于量熱學(xué)的范疇.量熱學(xué)在許多域都有廣泛應(yīng)用，別是在新能源的開發(fā)和新材料的研制中，量熱學(xué)的方法是*的.比熱容的測量方法很多，有混合法、冷卻法、法（用待測比熱容與已知比熱容得到待測比熱容的方法）等.本實(shí)驗(yàn)用的是電熱法測比熱容，它是法的種.各種方法，各具點(diǎn)，但就實(shí)驗(yàn)而言，由于散熱因素很難控制，不管哪種方法實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度都低.盡管如此，由于它比復(fù)雜的理論計算簡單、方便，實(shí)驗(yàn)還具有實(shí)用價值.當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)中行誤差分析，找出減小誤差的方法是的.
每種物質(zhì)處于不同溫度時具有不同數(shù)值的比熱容，般地講，某種物質(zhì)的比熱容數(shù)值多在定溫度范圍內(nèi)的平均值.
實(shí)驗(yàn)原理
1.基本原理
孤立的熱學(xué)系統(tǒng)在溫度從T1升到了T2時的熱量Q與系統(tǒng)內(nèi)各物質(zhì)的質(zhì)量m1，m2…和比熱容c1，c2…以及溫度變化T1－T2有如下關(guān)系:
Q﹦（m1c1＋m2c2＋…）（T2－T1） （1）
式中， m1c1，m2c2…是各物質(zhì)的熱容量.
在行物質(zhì)比熱容的測量中，除了被測物質(zhì)和可能用到的水外，還會有其他諸如量熱器、攪拌器、溫度傳感器等物質(zhì)參加熱交換.為了方便，通常把這些物質(zhì)的熱容量用水的熱容量來表示.如果用mx和cx分別表示某物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容，c表示水的比熱容，就應(yīng)當(dāng)有mxcx﹦c1ω.式中ω是用水的熱容量表示該物質(zhì)的熱容量后“相當(dāng)”的質(zhì)量，我們把它稱為“水當(dāng)量”.
2.實(shí)驗(yàn)公式
如圖1所示，在量熱器中裝入質(zhì)量為m1，比熱容為c1的待測液體(如水)，當(dāng)通過電I時，根據(jù)焦耳﹣楞次定律，量熱器中電阻產(chǎn)生的熱量為
Q＝IUt (2)
式中，I為電強(qiáng)度，U為電壓,t為通電時間.
如果量熱器中水（包括量熱器及其附件）的初始溫度為T1，在吸收了加熱器釋放的熱量Q后，終了的溫度為T2.m2為量熱器內(nèi)筒的質(zhì)量,c2為鋁量熱器內(nèi)筒的比熱容,攪拌器和溫度傳感器等用水當(dāng)量ω表示，水的比熱容為c1，則有
Q=(c1m1+c2m2+c1ω)(T2-T1)
C1=〔Q/（T2-T1）-c2m2〕/(m1+ω) （3）
鋁在25℃時的比熱容C2為0.216 cal·g-1·℃-1(0.904J·g-1·℃-1), 水在25℃時的比熱容c1為0.9970cal·g-1·℃-1(4.173 J·g-1·℃-1).
3．散熱修正實(shí)驗(yàn)
修正的方法是接通電源后按下加熱開關(guān)每隔1分鐘記次升溫過程的溫度，測10到15分鐘切斷電源，然后再每隔1分鐘記錄次降溫過程中的溫度，測10到15分鐘，并注意在實(shí)驗(yàn)的整個過程中要緩慢地用攪拌器攪拌.
用坐標(biāo)紙作溫度﹣時間曲線，縱坐標(biāo)是溫度，其坐標(biāo)原點(diǎn)不取0℃，可取室溫；橫坐標(biāo)是時間，以分鐘為單位.曲線ab是升溫段，bc是降溫段（幾乎是直線），見圖2. C點(diǎn)用下法確定：取bc段下面陰影分的面積A2與升溫曲線ab下面陰影分的面積A1相等，則dc﹦Δb即為由于散熱而降低的溫度，其大小即為所求終點(diǎn)b的溫度修正值
理由敘述如下：牛頓冷卻定律告訴我們，當(dāng)個系統(tǒng)溫度與環(huán)境溫度相差不大時，系統(tǒng)所散失的熱量與溫度差和時間t成正比.換言之，系統(tǒng)散失的熱量ΔQ與升溫曲線ab所包圍的面積成正比，即:
ΔQ=K∫tatb(T-T0)dt
式中K為散熱系數(shù)，T為系統(tǒng)的溫度，T0為環(huán)境溫度（約為系統(tǒng)的初溫）.由于我們?nèi)1﹦A2，這意味著散失的熱量相同，而相同的散失的熱量然引起相等的溫度下降.這樣，延長c至d，由于bc段是降溫（自然冷卻），降低的溫度為dc﹦Δb，顯然dc段就反映了bc段所散失的熱量相應(yīng)引起系統(tǒng)溫度下降的大小，所以無熱損失的終點(diǎn)溫度Tf﹦Tb﹢Δb.
水當(dāng)量的求法:通過公式Q=(c1m1+c2m2+c1ω)(T2-T1) 在這里把水的比熱當(dāng)成已知量,其余各量都可以直接測量出來,(T2-T1)取經(jīng)過散熱修正后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過計算可以把水當(dāng)量求出來.
待測液體比熱容的求法: 把其它待測液體放到的量熱器中,在相同的電壓,相同的加熱時間下 加入相同質(zhì)量的液體 再通過上述的散熱修正實(shí)驗(yàn).把求出來.代入水當(dāng)量 這里設(shè)待測液體的比熱容為 通過公式 就可把待測液體的比熱容求出來.
四.實(shí)驗(yàn)步驟
1．水當(dāng)量的計算
(1) 在量熱器內(nèi)筒中加水(注意: 水的質(zhì)量要求能保證加熱電阻能浸沒到水當(dāng)中)，把加熱電阻浸沒在水當(dāng)中，打開加熱開關(guān)，連續(xù)按下顯示鍵讓表頭顯示出電壓值。調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電位器，使加熱電壓為12V，然后關(guān)閉加熱開關(guān).把剛才的水倒出。重新在量熱器內(nèi)筒中加入160g左右的水，用天平稱出水的準(zhǔn)確質(zhì)量m1. 用天平稱出量熱器內(nèi)筒質(zhì)量m2
(2) 安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，溫度傳感器電纜插頭與電纜插座Ⅰ相連, 加熱電阻電纜插頭與電纜插座Ⅱ相連，
攪拌電機(jī)電纜插頭與電纜插座Ⅲ相連,打開電源開關(guān)，打開攪拌開關(guān)，攪拌1分鐘后,記下初溫T1，
(3)連續(xù)按下顯示鍵、直到顯示到計時能，此時，計時對應(yīng)的示燈會點(diǎn)亮.同時右側(cè)與時間對應(yīng)的單位S也會點(diǎn)亮.按下啟動健,開始計時.同時按下加熱開關(guān)，(注意:應(yīng)當(dāng)按啟動健.再快速按下加熱開關(guān) 在通電過程中要不斷攪拌）， 通電快到5分鐘后，即刻關(guān)閉加熱開關(guān)（注意：斷電后仍要繼續(xù)攪拌），按下顯示健顯示出電.(電為按下加熱開關(guān)到關(guān)閉加熱開關(guān)累計的電值.)待溫度不再升時記下它們的末溫T2.并繼續(xù)觀察溫度與時間的關(guān)系，每1分鐘記錄1次，記錄5—10分鐘，計算冷卻速度. 終T2’= T2+Δb
注意：連接好所有的連接線以后才能開、關(guān)電源.
m水/g | m2/g | T1/℃ | T2’/℃ | 
| Q/J | C水/(J·g-1·℃-1) | C2/(J·g-1·℃-1) |
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通過公式計算 把水當(dāng)量求出來
2．測量液體的比熱容
(1) 在量熱器內(nèi)筒中加待測液體(注意: 待測液體的質(zhì)量要求能保證加熱電阻能浸沒到待測液體當(dāng)中)，把加熱電阻浸沒在液體當(dāng)中，打開加熱開關(guān)，連續(xù)按下顯示鍵讓表頭顯示出電壓值。調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電位器，使加熱電壓為12V，然后關(guān)閉加熱開關(guān).把剛才的液體倒出。重新在量熱器內(nèi)筒中加入160g左右的液體，用天平稱出液體的準(zhǔn)確質(zhì)量mx. 用天平稱出量熱器內(nèi)筒質(zhì)量m2
