热功当量测量方法除了电热法

Ⅰ 焦耳热功当量实验的证明能量守恒和转换定律的基础性实验

J.P.焦耳从1840年起，持续几十年时间，用电量热法和机械量热法，做了大量实验，得出结论：热功当量是一个普适常数，同作功方式无关。从而证明了机械能(功)和电能(功)同热量之间的转换关系；论证了传热是能量传递的一种形式；为确认能量守恒和转换定律的正确性打下了坚实的实验基础。1840年焦耳发现，导体内通以稳定电流后，产生的热量Q同电流强度I的二次方、导线电阻R及通电的时间t成正比，即同电流所作的功W 成正比
W=JQ。
比例系数J表示产生1卡热量所需作的功，称热功当量。其实验装置之一如图1所示：容器由绝热壁构成，电流作功使水的内能增加，从而水温升高。用温度计可测出温差ΔT。使用简单定义的使 1克水温度升高1摄氏度所需热量作为量热单位（卡），则水的比热容为c=1cal/(g·℃)，当知道水的质量m后，即可由Q=сmΔT确定所传递的热量同电流所作的功W 间的关系式(W=JQ)，并定出热功当量J。这种测量热功当量的方法叫电量热法。
焦耳还用机械量热法来测定热功当量。图2是1845年他使用的实验装置的示意图。重砝码缓慢匀速下降，带动轮轴和转轴使翼轮搅拌水，功转变为热，使水温升高。由温度计测出搅拌前后水的温差而算出热量Q。转变为热能的机械功W可由砝码下降的距离算出。由W=JQ公式又可测定热功当量。焦耳测定热功当量的实验是在英国曼彻斯特进行的，其结果是使1磅水升高1华氏度需作功772英尺磅，这相当于1卡=4.157J。
国际公认的精确值是
J=4.186 8J/cal=4.184 0J/calth
其中cal和calth分别表示国际蒸汽表卡和热化学卡。
国际单位制中已经规定热量的单位为焦耳，卡暂时仍作为同焦耳并用的单位。热功当量这个词也将逐渐被废除，但焦耳热功当量实验的历史意义，将是永存的。

Ⅱ 热功当量测定

热功当量的测定（电热法）实验方法

【目的和要求】

用电热法测定热功当量，以加深学生对热功当量物理意义的理解。

【仪器和器材】

量热器（J2251型），温度计（0－100℃），学生电源（J1202型或J1202－1型），直流电流表（J0407型或J0407－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），滑动变阻器（J2354－1型），停表，学生天平（J0104型），电阻丝（约6欧），液体（水或煤油），单刀开关（J2352型），导线若干。

【实验方法】

1．用天平称量出量热器内筒及搅拌器的总质量m筒。然后向量热器内筒注入水（或煤油），水的体积占内筒容积3／4左右。用天平称出筒和水的总质量m，则m水＝m－m筒。记入下面的表中。

请参照参考资料中的表格!

2．将量热器内筒放入外筒，电阻丝、搅拌器放入水中，盖上盖板，按图3．11连好电路。读出量热器系统初温t1和室温t0，均记入表中。

3．将学生电源电压输出选择旋钮拨至10伏挡或12伏挡，闭合开关同时启动秒表记时，并迅速调节变阻器使电流在1．5－2安培左右。以后要随时观察电流表和调整变阻器，使电流值保持稳定。通电过程中，不断轻微搅拌水，以加速热传导。读出电流表和电压表的示数记入表中。

4．当温度计示数高于室温10－15℃时，断开开关，并同时停止计时。继续搅拌水并观察温度计示数，当其示数最高时，读出温度t2。把通电时间t、末温t2记入表中。

5．利用（1）、（2）、（3）式和实验数据求出热功当量（有关比热查比热表），与公认值比较，求出百分误差。

Ⅲ 詹姆斯焦耳是怎么研究出热功当量的

1843年8月21日，英国物理学家詹姆斯?焦耳(James Prescott Joule)在考尔克的一次学术报告会上，宣读了他的论文——《论电磁的热效应和热的机械值》，公布了他的实验发现：838磅的重物沿垂直方向举高1英尺所做的机械功，相当于1磅水的温度升高1华氏度所需的热量。焦耳得出结论，热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，进而计算出了热功当量值460千克米1千卡，1千卡的热量相当于460千克米的机械功。同年，该论文发表于《哲学杂志》第23卷第3辑。

在该论文发表以前，焦耳进行了多次实验，发现了表示电流热的焦耳定律，即导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。他设计了新的实验，进行了感应线圈发热的研究实验，否定了热质学说，确立了热是一种能量的概念。焦耳将这一发现付之于实验，测定了热和机械功之间的当量关系。

该论文发表后，受到了冷遇，许多科学家并不认同焦耳的研究成果。但焦耳不气馁，继续通过实验来获得更精确的热功当量值。直至1878年，焦耳设计了构造精妙的叶轮实验装置，进行了400余次实验。焦耳测量了水、鲸油、水银的热功当量，所得到的热功当量值几乎皆为423.9千克米/千卡。这一数值仅比现今的公认值427千克米1千卡小0.7％，该数值保持30年而未作大的更正。

焦耳尊重科学实验，以巨大的毅力进行了长达40年的实验，最终测得了精确的热功当量值。焦耳的不懈努力，赢得了包括开尔文勋爵在内的科学家们的叹服，最终也获得了科学界的认可。

Ⅳ 焦耳在1840年开始到1878年为止都做过哪些的实验

焦耳为了测定热功当量的值，反复进行实验，从1840年开始到1878年为止，前后大约用了40年的时间，做了400多次实验，用了多种方法，包括桨翼搅拌法、多孔塞法、压气机法、电热法等，实验结果越来越精确，无可辩驳地证明了能量守恒与转化定律。

Ⅳ 使用电热法测量热功当量在国内外有哪些发展趋势

摘要 我国供热计量发展截止到目前共分三个阶段，第一阶段是90年代初至2000年，约十年的时间，称为探索阶段。在这个阶段中第一个时期是引进概念，在90年代初国内是没有热计量这一概念的，随着国内很多专家有机会到欧洲参观学习，受欧洲特别是北欧供热计量的影响，开始了解到热计量、恒温阀等等。第二个时期是消化吸收，我国供热计量的发展受丹麦、德国和芬兰三个国家的影响比较大。第三个时期是研究探索阶段。第四个就是实验工程，将理论付诸于实践，北京新康小区、烟台民生小区、中加合作项目哈尔滨煤院等都是当时有代表性的工程项目。