比熱測量方法和原理

① 冷卻法測量金屬的比熱容的基本原理是什麼

首先測出高溫金屬的溫度之後向其供應單位數量的已知比熱容的物質，之後等到被測金屬溫度下降之後，測出此時被測金屬的溫度，算出減少的溫度，之後再算冷卻物質的溫度，冷卻之前要先測出冷卻物質的初始溫度，冷卻完成後，量出其溫度算出溫差，由於比熱容已知，因此此時可以求出總共的熱量，在初一被測物體的溫度就算出來了

② 比熱容如何測出

測量這個物體單位質量的溫度發生改變時的熱能變化大小，打個比方，測量出1千克的水溫度上升1攝氏度所需要吸收的熱量為X焦耳，則可知水的比熱容為「X焦耳/(度*千克)」

③ 如何用混合法測量銅塊的比熱容

一、實驗目的比熱容是描述物體熱學性質的一個重要物理量。根據熱平衡原理用混合法測定金屬比熱容是量熱學中的方法之一。本實驗用此法測定金屬樣品的比熱容，實驗在量熱器內進行。要求學生掌握量熱器、溫度計、普通天平的正確使用方法；掌握用混合法測定金屬的比熱容；並學習根據誤差分析合理選擇參量進行實驗。二、實驗原理單位質量的物質，其溫度升高1K(或1)所需的熱量叫做該物質的比熱容。把具有一定溫度和質量的待測系統與已知溫度、質量、比熱容的已知系統混合，如果整個系統和外界沒有熱交換，則熱量將由高溫系統傳向低溫系統，高溫系統放出的熱量全部被低溫系統所吸收，最後兩系統達到平衡狀態。此即熱平衡原理。將比熱容為C質量為溫度為的待測金屬樣品投入溫度為的盛有水的量熱器中，設量熱器內筒（包括攪拌器）的質量為，比熱容為，水的質量為，比熱容為，溫度計浸入水中部分的體積為（以為單位），以表示待測金屬樣品與量熱系統熱平衡後的溫度。由熱平衡原理可知： (1)式中左方是待測樣品傳遞給量熱系統的熱量表達式，右方是量熱系統所得之熱量表達式。因此: (2)常溫情況下，銅的比熱容；水的比熱容； 為溫度計浸入水中部分的熱容。三、儀器用具量熱器、溫度計（0-50和0-100各一支）、普通天平一台、待測金屬粒若干、蒸汽鍋、酒精燈、水、冰塊。量熱器簡介：量熱器是通過測定物體間傳遞的熱量來求出物質的比熱，潛熱及化學反應熱的儀器。是為了盡量減少實驗系統與環境之間的傳導，對流和輻射這三種方式而設計的。其結構如圖1-9-1所示，主要是由兩個金屬筒（良導體）組成。將內筒放在有蓋的大筒中，並插入帶有絕緣柄的攪拌器和溫度計，內筒放置在絕熱架上，兩筒互不接觸，夾層中間充滿不傳熱的物質（一般為空氣），這樣就構成量熱器。量熱器外筒用絕熱蓋蓋住，使內桶上部的空氣不與外界發生對流。一般，常將內筒外壁與和外筒外壁鍍亮，以減少熱輻射影響，這樣內筒與外筒及環境之間不易進行熱交換，因而我們可以通過測定量熱器內筒中待測物體和已知熱容量諸物體之間交換的熱量來計算待測物的比熱和潛熱等。圖1 量熱器示意圖量熱器只能使實驗系統粗略的接近一個孤立系統。為了盡量減少系統與外界熱交換，實驗操作時也要注意絕熱問題。如盡量少用手觸摸量熱器的任何部分；應在遠離熱源（或空氣流通太快）的地方做量熱實驗；應使系統與外界溫度差盡可能小；應盡量迅速的完成實驗等等。盡管如此，在不同的熱學實驗中，根據不同的情況還應進行散熱或吸熱修正。四、注意事項1、（1）式成立的條件是系統與外界絕熱，實驗中這是不可能的，除非系統與環境溫度時時刻刻完全相同，否則就不可能完全達到絕熱的要求。為了盡可能使系統與外界交換的熱量達到最小，以減小這種誤差，除了使用量熱器以外，在實 驗操作過程中必須注意以下幾點：（1）盡可能使系統與外界溫差小。（2）盡量使實驗過程進行的迅速。（3）量熱器要遠離蒸汽鍋爐。（4）量熱器不要放在日光下和空氣流動快的地方。（5）混合、攪拌時要避免水濺出2、待測金屬樣品質量溫度，水的質量初溫如何選擇？應以實驗誤差最小，操作方便為原則。一般情況溫度計浸入水中部分熱容，在（2）式中略去1.94V，根據不確定度的合成，有： (3)略去其中小量可得： (4)由此可見，本實驗被測量的不確定度主要來自溫度測量。加大溫差可以減小相對不確定度。因此，選擇各參量時須注意加大溫差的幾條途徑是：（1）增加待測金屬樣品的質量。（2）提高待測金屬樣品的溫度。（3）減少水的質量。同時需注意：（4）水不能太少以致不能浸沒金屬（5）高溫的金屬投入過程中損失較大，因此投入時速度要快，否則熱量損失過大會帶來較大的系統誤差。（6）(4)式是在系統和外界沒有熱量交換的前提下，評定測量結果不確定度的近似表達式。實際測量過程很難滿足系統和外界沒有熱量交換的條件。因此，評定測量結果不確定度還應考慮到系統和外界熱量交換導致的測量結果不確定度分量。五、實驗內容1．自行設計數據記錄表格。2．自行擬定主要實驗步驟。3．合理選擇實驗參量測定金屬比熱容。4．對結果進行具體的誤差分析，討論各次數據的離散程度和原因。5.把結果表示成的形式。六、思考題1．用混合法能否測定不良熱導體的比熱？為什麼？2．分析實驗過程中還有哪些因素會影響測量結果？操作過程中如何盡量減少其影響？參考文獻1、陸廷濟等．物理實驗教程．上海：同濟大學出版社，20002、趙魯卿，王玉文.普通物理實驗.西安：西北大學出版社，19933、丁慎訓，張連芳.物理實驗教程.北京：清華大學出版社，2002 http://202.207.213.2/physic/dzkjjqtwj01/dxwldzjan/1_9.htm

記得採納啊

④ 用差熱分析儀測量材料的比熱容的原理

各種熱效應（蒸發、升華、熔融、結晶、相變、相生成等）焓變值測定和比熱容測定：

DSC譜峰面積是熱量的直接度量，DTA譜峰面積正比於吸放熱熱量、反比於熱阻，而熱阻又是溫度的函數，故DSC譜能夠直接給出焓變ΔH，而DTA不能。DTA譜需同時先後測定試樣某欲定量熱量的峰的面積，再選取熱效應溫度與試樣峰溫一致或接近的另一個有已知焓變數據的標准物質、進行該熱效應峰面積的測定。經過兩者峰面積和焓變的轉換求得試樣焓變。根據焓變值可鑒定物質或判斷歸屬熱效應峰的性質。

比熱的DSC測定：

使單位質量物質溫度升高1°C所需要的熱量稱為比熱容或比熱。比熱與狀態參數直接有關，因此，分別有定壓比熱Cp、定容比熱Cv或飽和蒸汽壓下的比熱Cs等之分。

DSC測比熱時，試樣必須不發生吸放熱反應；採用恆溫-升溫-再恆溫的控溫程序，測空坩堝在升溫階段的空白實驗DSC曲線0，再在相同儀器參數下測（空坩堝+試樣1）在升溫階段的DSC曲線1，在兩端恆溫階段的兩次實驗曲線一般是重合的。

設0,1曲線的熱流分別為dq(0)/dt,dq(1)/dt，則試樣質量為m、定壓比熱為Cp和升溫速率β的關系是

dq(1)/dt-dq(0)/dt=mCpβ,

從而可求解得Cp。【見附圖中曲線0,1】

顯然，此直接測試法測得Cp的精度受熱流、β、m的精度的影響，容易增大實驗偏差。如果採用如下的「比值測試法」，使試樣1熱流H(1)和標准物質2熱流H(2)直接進行比較：

[m(1)Cp(1)β]/[m(2)Cp(2)β]=[m(1)Cp(1)]/[m(2)Cp(2)]=dq(1)/dt-dq(2)/dt=H(1)/H(2),

Cp(1)=Cp(2)m(2)H(1)/[m(1)H(2)],

所得比熱Cp的精度將大大提高。Cp(2)是標准物質2（如藍寶石）的比熱Cp值，可以從手冊中查到。藍寶石360°K=86.85°C的C=0.212cal/g·deg=0.887J/g·deg。

【見附圖中曲線0,1,2】

⑤ 氣體比熱容比實驗上採用測量方法有哪些

氣體比熱容比實驗上採用測量方法有哪些
可以用Dmass氣體質量流量控制器來調節氣體的流
量大小，其原理也是用氣體的定壓比熱原來來測量流量的。

⑥ 物質比熱容測定方法的研究

用混合法測定固體的比熱容的誤差分析

作者：唐春仙
學號：200802050232 班級：08物理2班
引言：〔1〕根據熱平衡原理,用混合法測定固體的比熱容是測量熱容常用方法,以往的實驗方法雖有一定的優越性,但也有不完善之處,例如:加熱裝置與測混合體溫度裝置分離,當把高溫物體取出後投入到量熱筒的過程中,必然會向周圍空間散失熱量,這部分的偏差只能靠縮短操作時間來彌補;插入量熱筒中的水銀溫度計在指示溫度的同時也要吸收熱量;同時還要考慮到量熱筒和攪拌裝置吸收的熱量;另外當物體投入到量熱筒時少量水的飛濺引起總質量的減少;加上實驗時的環境和溫度、實驗中的操作和讀取數據等原因,都會帶來一定的誤差.
摘要：此實驗時在理想條件下進行的實驗，在實際的過程中是不可能達到的，因為是不可能達到系統與外界沒有熱量交換的。因此，我們只能對實驗進行進一步的改善，而不能達到沒有熱量散失的理想狀態，本文就主要是對實驗中出現的誤差進行了分析，並歸納出了誤差的一些來源。並對此實驗進行一定的改進
Abstract: When this experiment carries on the experiment under the ideal condition, is not impossible to achieve in the actual process, because is not impossible to achieve the system and the outside do not have the interchange of heat.Therefore, we only can to test carry on the further improvement, but cannot achieve did not have the thermal disappearing perfect condition, this article mainly is to the error which tested appears has carried on the analysis, and inced erroneous some origins.Regarding this and tests makes certain improvement
關鍵詞：混合法 比熱容 誤差分析

Key word: Mixing method Compared to heat capacity Error analysis

三．實驗原理
溫度不同的物體混合後，熱量將由高溫物體傳給低溫物體，如果在混合過程中和外界沒有熱交換，最後將達到均勻穩定的平衡的溫度，在這過程中高溫物體放出的熱量等於低溫物體所吸收的熱量，此稱為熱平衡原理。本實驗即根據熱平衡原理用混合法測定固體的比熱。
將質量為m、溫度為t2的金屬塊投入量熱器的水中，設量熱器（包括攪拌器和溫度計插入水中部分）的熱容量為c，其中水的質量為m0，比熱為c0，待測物體投入水中之前的水溫為t1，在待測物投入水中以後，其混合溫度為t，則在不計量熱器與外界的熱交換的情況下，將有：
（1）
即

其中(1)中的C是量熱器的熱容，可根據其質量和比熱容算出，設量熱筒和攪拌器由相同的物質組成，其質量：量熱器的q可以根據其質量和比熱容算出。設量熱器筒和攪拌器由相同的物質（鋁）製成，其質量為m1，比熱容為c1，溫度計插入水中部分的體積為V，則
（2）
為溫度計插入水中部分的熱容，但V的單位為cm3。也
所以：C=m c +c
=166.1 +1.9
=1.52 ( )
以上討論是在假定量熱器與外界沒有熱交換時的結論，實際上只要有溫度差異就必然會有熱交換存在，因此，必須考慮如何防止或進行修正熱散失的影響，熱散失的途徑主要有以下幾點。
1.在將物體投放到量熱器中的時候，量熱器中的熱量有散失，因此，我們應盡量縮短投放時間。
2.防止量熱器的外部有水附著在上面，因為水的蒸發會損失一定的熱量，實驗時要用干毛巾將量熱器內筒的外壁擦乾。
3.在投入待測物之後，再混合過程中量熱器與外部有熱交換，在本實驗中由於測量的是導熱良好的金屬塊，從投入物體到系統達到一個穩定的混合溫度所需時間是很短的。所以可以採用熱量出入相互抵消的方法消除系統的影響，即控制量熱器的初溫，使初溫在室溫以下，混合以後的末溫在室溫以上。
因此採用作圖的方法進行對熱量的修正。
五．數據
表＜一＞
時間T（min） 0 1 2 3 4 5
溫度t（ ）
20.02 20.05 20.15 20.31 20.45 20.51

表＜二＞
時間（min） 5 t c
溫度（ ）
24.70 27.11 28.13 28.60

3 表＜三＞
時間（min） 6 7 8 9 10 11 12
溫度（ ）
28.55 28.45 28.14 28.07 27.97 27.89 27.55

表〈四〉
金屬的質量（g） 352.4 金屬塊的溫度（ ）
58.3
量熱器熱容（ ）
1.52
水的質量（g） 89.5
水的比熱容（ ）
4.187
放入物之前水溫（ ）
20.70
混合溫度（ ）
28.70 熱筒攪拌器質量 166.1
熱筒攪拌器比熱 9.04
溫度計的體積(mL) 1.10

根據以上數據可以計算出金屬的比熱；

=（89.5 +1.52 ）（28.70-20.70） 352.4 （58.30-28.70）
=4.27 （ ）
標准不確定度的計算；
U（m）= =0.058（g） U（ )= =0. 058（g）
U(m )= =0.058（g） U(t )= =0.577（ ）
U(t )= =0.058（ ） U( )= =0.058（ ）
所以金屬的彌補確定度為：U=2.684（ ）
所以金屬的比熱容就為：C=4.27 +2.684（ ）
由實驗結果可知實驗中存在著很大的誤差。但這些誤差且是不可避免的，我們只能減小誤差和減少一些誤差的來源。並且在量熱學實驗中，由於無法避免系統與外界的熱交換，實驗結果總是存在系統誤差，有時甚至很大，以至無法得到正確結果。所以，校正系統誤差是量熱學實驗中很突出的問題。為此可採取如下措施：
（1） 要盡量減少與外界的熱量交換，使系統近似孤立體系。此外，量熱器不要放在電爐旁和太陽光下，實驗也不要在空氣流通太快的地方進行。
（2） 採取補償措施，就是在被測物體放入量熱器之前，先使量熱器與水的初始溫度低於室溫，但避免在量熱器外生成凝結水滴。先估算，使初始溫度與室溫的溫差與混合後末溫高出室溫的溫度大體相等。這樣混和前量熱器從外界吸熱與混合後向外界放熱大體相等，極大地降低了系統誤差。
（3） 縮短操作時間，將被測物體從沸水中取出，然後倒入量熱器筒中並蓋好的整個過程，動作要快而不亂，減少熱量的損失。
（4） 嚴防有水附著在量熱筒外面，以免水蒸發時帶走過多的熱量。水不能太少以致不能浸沒金屬。
（5） 不要讓手或身體接近量熱筒，以免影響系統的溫度。
（6） 量熱筒中溫度計的位置要適中，不要讓他靠近低溫物體，因為未混合好的局部溫度可能回很低，不能代表整個系統的溫度。
在採取以上措施後，散熱的影響仍難以完全避免。被測物體放入量熱器後，水溫達到最高溫度前，整個系統還會向外散熱。所以理論上的末溫是無法得到的。這就需要通過實驗的方法進行修正：在被測物體放入量熱器前4~5min就開始測讀量熱器中水的溫度，每隔1min讀一次。當被測物體放入後，溫度迅速上升，此時應每隔0.5min測讀一次。直到升溫停止後，溫度由最高溫度均勻下降時，恢復每分鍾記一次溫度，直到第12min截止。由實驗數據作出溫度和時間的關系T-t曲線（圖5.3.3-1）。

為了推出式（2）中的初溫T1和末溫T2，在圖5.3.3-1中，對應於室溫T室曲線上之G點作一垂直於橫軸的直線。然後將曲線上升部分AB及下降部分CD延長，與此垂線分別相交於E點和F點，這兩個交點的溫度坐標可看成是理想情況下的T1和T2，即相當於熱交換無限快時水的初溫與末溫。在圖中，吸熱用面積BGE表示，散熱用面積CGF表示，當兩面積相等時，說明實驗過程中，對環境的吸熱與放熱相消。否則，實驗將受環境影響。實驗中，力求兩面積相等
附記：溫度計插入水中部分的熱容可如下求出。已知水銀的密度為 ，比熱容為 ，其1 的熱容為 。而製造溫度計的耶那玻璃的密度為 ，比熱容為 ，其1 的熱容為 ，它和水銀的很相近，因為溫度計插入水中部分的體積不大，其熱容在測量中佔次要地位，因此可認為它們1 的熱容是相同的。高溫度計插入水中部分的體積為V( )，則該部分的熱容可取為1.9V(J.℃-1)。V可用盛水的小量筒去測量。
參考文獻：

⑦ 實驗中採用什麼方法來測量比熱容

可以在熱傳導比較少的容器中放入質量為m1的溫度為t1的水,再放入質量為m2的待測物體溫度為t2,放置一段時間後,測量水和物體的共同溫度t3.（t1>t2>t3）
Q=CM（T1-T2）
所以 C水*m1*（t1-t3）=C物*m2*（t3-t2）
所以物體的比熱容可求.

⑧ 比熱容怎麼探測出來雪比熱容，水比熱容，水蒸氣比熱容，一樣嗎晶體比熱容，非晶體比熱容各有什麼特點

根據溫度變化算得。人在實驗室裡面是可以定量地算熱量的，然後根據被加熱的物體的質量和溫度變化，是可以計算比熱容的。

⑨ 如何測定物體的比熱

1)比熱容 : 單位質量的某種物質溫度升高1℃吸收的熱量叫做這種物質的比熱容，簡稱：比熱，用字母「c」表示。 (2)比熱是通過比較單位質量的某種物質溫升1℃時吸收的熱量，來表示各種物質的不同性質。 (3)比熱的單位：在國際單位制中，比熱的單位是焦／（千克·℃)，讀作焦每千克攝氏度。 如果某物質的比熱是a焦／（千克·℃)，它是說單位質量的該種物質，每升高1℃時(或降低1℃時)，吸收(或放出)的熱量是a焦。 (4)比熱表 比熱是物質的一種特性，各種物質都有自己的比熱。物理學

⑩ 什麼是比熱容,如何測量答案

解答：比熱容是表示不同種類物質吸放熱性能的物理量。

1.在物理學中，把單位質量的某種物質，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫這種物質的比熱容。

2.測定金屬塊比熱容的方法：

把一定質量的金屬塊加熱到一定的溫度，投入一定質量、初溫已知的水中，達到熱平衡時，再測出共同末溫，利用Q吸=Q放=cm(t₂-t₁)進行計算。