实验8冷却法测金属比热容说课讲解文档格式.docx
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由式（8-3）和（8-4），可得：
所以
假设两样品的形状尺寸都相同（例如细小的圆柱体），即
，两样品的表面状况也相同（如涂层、色泽等），而周围介质（空气）的性质当然也不变，则有
。
于是当周围介质温度不变（即室温
恒定），两样品又处于相同温度
时，上式可以简化为：
（8-5）
因为热电偶的热电动势与温度的关系在同一小温差范围内可以看成线性关系，即
，所以式（8-5）可以简化为：
（8-6）
如果已知标准金属样品的比热容
、质量
；
待测样品的质量
及两样品在温度
时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容
几种金属材料的比热容见下表：
Fe（cal/g℃）
A1（cal/g℃）
Cu（cal/g℃））
100℃
0.110
0.230
0.0940
【实验步骤与要求】
1．开机前先用加热四芯线和热电偶线两组线连接好加热仪和测试仪。
2．选取长度、直径、表面光洁度尽可能相同的三种金属样品（铜、铁、铝）用物理天平秤出它们的质量M，再根据
＞
这一特点，把它们区别开来。
3．使热电偶端的铜导线与数字表的正端相连；
冷端铜导线与数字表的负端相连。
当样品加热到150℃时，切断电源移去加热源，样品继续安放在与外界基本隔绝的有机玻璃圆筒内自然冷却（筒口须盖上盖子），记录样品的冷却速率
方法：
记录数字电压表上示值约从
降到
所需的时间
，从而计算
按铁、铜、铝的次序，分别测量其温度下降速度，每一样品应重复测量6次。
注意：
（1）仪器的加热指示灯亮，表示正在加热；
如果连接线未连好或加热温度过高（超过200℃）导致自动保护时，指示灯不亮。
升到指定温度后，应切断加热电源。
（2）测量降温时间时，按“计时”或“暂停”按钮应迅速、准确，以减小人为计时误差。
（3）加热装置向下移动时，动作要慢，应注意要使被测样品垂直放置，以使加热装置能完全套入被测样品。
4．数据记录、处理与分析
样品质量：
=g；
=g。
热电偶冷端温度：
℃
样品由
下降到
所需时间（单位为s）
次数
样品
1
2
3
4
5
6
平均值
Fe
Cu
A1
以铜为标准：
铁：
Cal/（gK）
铝：
【预习思考题】
1．比热容的定义是什么？
单位是什么？
2．为什么实验应该在防风筒（即样品室）中进行？
【课后习题】
1．测量三种金属的冷却速率，并在图纸上绘出冷却曲线，如何求出它们在同一温度点的冷却速率？
【附录】
一、DH4603型金属比热容测定仪介绍与使用说明
本实验装置由加热仪和测试仪组成。
加热仪的加热装置可通过调节手轮自由升降。
被测样品安放在有较大容量的防风圆筒即样品室内的底座上，测温热电偶放置于被测样品内的小孔中。
当加热装置向下移动到底后，对被测样品进行加热；
样品需要降温时则将加热装置移上。
仪器内设有自动控制限温装置，防止因长期不切断加热电源而引起温度不断升高。
测量试样温度采用常用的铜－康铜做成的热电偶（其热电势约为
），将热电偶的冷端置于冰水混合物中，带有测量扁叉的一端接到测试仪的“输入”端。
热电势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器放大加上满量程为20mV的三位半数字电压表组成。
这样当冷端为冰点时，由数字电压表显示的mV数查表即可换算成对应待测温度值。
图8-2DH4603型金属比热容测定仪测试仪
二、铜—康铜热电偶分度表
温度（℃）
热电势（mV）
7
8
9
-10
-0.383
-0.421
-0.458
-0.496
-0.534
-0.571
-0.608
-0.646
-0.683
-0.720
-0
0.000
-0.039
-0.077
-0.116
-0.154
-0.193
-0.231
-0.269
-0.307
-0.345
0.039
0.078
0.117
0.156
0.195
0.234
0.273
0.312
0.351
10
0.391
0.430
0.470
0.510
0.549
0.589
0.629
0.669
0.709
0.749
20
0.789
0.830
0.870
0.911
0.951
0.992
1.032
1.073
1.114
1.155
30
1.196
1.237
1.279
1.320
1.361
1.403
1.444
1.486
1.528
1.569
40
1.611
1.653
1.695
1.738
1.780
1.882
1.865
1.907
1.950
1.992
50
2.035
2.078
2.121
2.164
2.207
2.250
2.294
2.337
2.380
2.424
60
2.467
2.511
2.555
2.599
2.643
2.687
2.731
2.775
2.819
2.864
70
2.908
2.953
2.997
3.042
3.087
3.131
3.176
3.221
3.266
3.312
80
3.357
3.402
3.447
3.493
3.538
3.584
3.630
3.676
3.721
3.767
90
3.813
3.859
3.906
3.952
3.998
4.044
4.091
4.137
4.184
4.231
100
4.277
4.324
4.371
4.418
4.465
4.512
4.559
4.607
4.654
4.701
110
4.749
4.796
4.844
4.891
4.939
4.987
5.035
5.083
5.131
5.179
120
5.227
5.275
5.324
5.372
5.420
5.469
5.517
5.566
5.615
5.663
130
5.712
5.761
5.810
5.859
5.908
5.957
6.007
6.056
6.105
6.155
140
6.204
6.254
6.303
6.353
6.403
6.452
6.502
6.552
6.602
6.652
150
6.702
6.753
6.803
6.853
6.903
6.954
7.004
7.055
7.106
7.156
160
7.207
7.258
7.309
7.360
7.411
7.462
7.513
7.564
7.615
7.666
170
7.718
7.769
7.821
7.872
7.924
7.975
8.027
8.079
8.131
8.183
180
8.235
8.287
8.339
8.391
8.443
8.495
8.548
8.600
8.652
8.705
190
8.757
8.810
8.863
8.915
8.968
9.024
9.074
9.127
9.180
9.233
200
9.286
不同的热电偶的输出会有一定的偏差，所以以上表格的数据仅供参考。
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