實(shí)驗(yàn)5冷卻法測(cè)定金屬比熱容

冷卻法測(cè)定金屬比熱容試驗(yàn)?zāi)康模海?）用冷卻法測(cè)金屬樣品的比熱容。（2）了解熱電偶的測(cè)溫原理及應(yīng)用方法。試驗(yàn)儀器:導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀,杜瓦瓶，熱電耦，秒表，游表卡尺，標(biāo)準(zhǔn)金屬樣品，待側(cè)金屬樣品。試驗(yàn)原理：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)，其溫度升高1K（或1℃）所需的熱量叫做該物質(zhì)的比熱容，其值隨溫度變化。將質(zhì)量為M1的金屬樣品加熱后，放到較低溫度的介質(zhì)（如室溫的空氣）中，樣品將會(huì)逐漸冷卻。其單位時(shí)間的熱量損失（DQ/Dt（1）式中C1為該金屬樣品在溫度q1時(shí)的比熱容，Dq/Dt為金屬樣品的溫度q1時(shí)的溫度下降速率，根據(jù)牛頓冷卻定律有（2）式中a1為熱交換系數(shù)，S1為該樣品外表面的面積，l為與周?chē)橘|(zhì)有關(guān)的系數(shù)，q1為金屬樣品的溫度，q0為周?chē)橘|(zhì)的溫度。由（1）和（2）式可得（3）同理，對(duì)質(zhì)量為M2、比熱容為C2的另一種標(biāo)準(zhǔn)金屬樣品，可有同樣的表達(dá)式（4）如果兩樣品的形狀和尺寸都相同，即S1=S2；兩樣品表面狀況也相同（如涂層、色澤），而周?chē)橘|(zhì)的性質(zhì)也不變，則有a1=a2。于是當(dāng)周?chē)橘|(zhì)溫度不變，兩樣品又處于相同溫度q1=q2=q時(shí)，由（3）和（4）式可得（5）試驗(yàn)中以銅為標(biāo)準(zhǔn)：三：試驗(yàn)內(nèi)容用銅－康銅熱電偶測(cè)量溫度，而熱電偶的熱電勢(shì)采用溫漂極小的放大器和三位半數(shù)字電壓器，經(jīng)信號(hào)發(fā)大后輸入數(shù)字電壓表顯示的滿量程位20mv。讀出的mv數(shù)查表即可換算成溫度。選取長(zhǎng)度、質(zhì)量、表面光潔度盡可能相同的三種金屬樣品（銅、鐵、鋁）用物理天平稱出他們的質(zhì)量。在根據(jù)cu>Fe>Al這一特點(diǎn)，把他們區(qū)別開(kāi)。使熱電偶熱端的銅導(dǎo)線與數(shù)字表的正端相連，冷卻銅導(dǎo)線與數(shù)字表的負(fù)端相連。當(dāng)數(shù)字電壓表讀數(shù)為某一定值即為200℃（對(duì)應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)9.286mv）時(shí)，切斷電源移去電爐，樣品繼續(xù)安放在與外界基本隔絕的金屬圓筒內(nèi)自然冷卻（筒口需蓋上蓋子）當(dāng)溫度降到102℃（對(duì)應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)4.371mv）時(shí)開(kāi)始記錄，測(cè)量樣品由102℃下降到98℃（對(duì)應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)4.1