1 金属丝杨氏模量的测定.pdf
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冷却法测量金属比热容
实验目的
实验原理
实验仪器及图片
实验要点
数据处理
实验目的
1. 了解金属的冷却速率和它与环境之间温差的关系。
2. 学会用冷却法对金属的比热容进行测量。
实验原理
比热容是物质的一种属性。单位质量的物质,其温度每升高(或降低)1K (或1℃)所需吸收(或放出)
的热量叫做该物质的比热容。任何物质都有自己的比热容,其值大小会随物质温度的高低而发生变化。
将质量为m1 的金属样品加热后,放到较低温度的介质(例如室温的空气)中,样品将会逐渐冷却。
由于金属样品的直径和厚度都很小,而导热性能又很好,所以可认为样品各处的温度相同,则其在单位时
间内的热量损失(△Q/△t)应与其温度下降速率(△T1/△t)成正比,满足如下关系式:
ΔQ c m ΔT1 (1)
1 1
Δt Δt
式中,c 为该金属样品在温度T 时的比热容。又根据牛顿冷却定律有:
1 1
ΔQ n1 (2)
S ( −T α T )
1 1 1 10
Δt
式中,α 为热交换系数,S 为该样品外表面的面积,n 为与周围介质的状况有关的系数,T 为金属
1 1 1 1
样品的温度,T 为周围介质的温度。由式(1)﹑(2),可得:
10
ΔT
1 n1 (3)
c m S ( T−α T )
1 1 1 1 1 10
Δt
同理,对质量为m2 、比热容为c2 的另一种金属样品,可有同样的表达式:
ΔT
2 n2
(4)
c m S ( −T α T )
2 2 2 2 2 20
Δt
由式(3)﹑(4),可得:
ΔT
1 n2
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