混合法测量液体比热容实验的改进创新

吴杨子

摘 要 应用混合法进行比热容的实验依据是系统与外界没有发生热交换、系统最终达到热平衡的原则，而实际测量理想的绝热系统很难实现，实验的结果产生往往存在很大的系统误差。本文主要论述了通过改进实验装置，改进冷热水混合过程中的散热环节，通过大量改进前后实验数据的对比，误差分析等数据处理，得出我们对混合法测量液体比热容实验改进创新的设计是有效的尝试。

关键词 混合法；比热容；实验改进；数据处理

中图分类号 O6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）12-0010-03

混合法测量比热容是物理学中的基本实验，传统的混合法测量液体的比热容是将加热好的食盐水倒入烧杯中测量食盐水的温度之后，再将食盐水倒入到量热器的内筒之中，而在这一过程中热的食盐水的温度高于外界向外界散发热量，那么我们用温度计测量出来的温度来计算比热容的话就会导致测量结果偏小，从而整个实验的准确性降低。

我们将原装置改进成将液体加热和量热器内筒连接在一起的一个实验装置，可以在液体加热完成后直接快速的进入量热器内筒中，从而减少整个过程的散热损失。得出的结果与传统的测量液体的比热容的结果相比更加准确。

1 混合法测量液体比热容的实验原理和实验方法

1.1 实验原理

将温度不同的物体混合后，如果由这些物体组成的系统没有与外界交换热量，最后物体将达到均匀、稳定的平衡温度，在此过程中高温物体所放出的热量等于低温物体所吸收的热量，被称为热平衡原理，本实验就是根据热平衡原理将两种温度不同的液体混合通过混合法测量比热容。

在本次实验中我们的高温物体都为10%食盐水高于室温10℃～15℃，低温物体是量热器内筒，搅拌器和室温的水。

1.3 实验过程

1）室温下将一定量的食盐溶于一定的热水中，并不断用搅拌器搅拌，并不断加入食盐使其溶解然后配置成浓度为10%的食盐水，并对配置完成后的食盐水进行加热。

2）将烧杯加入适当的常温水并将其放在电子天平进行称量，得出烧杯和水的质量为，将烧杯中的水倒入量热器中并插入温度计每隔30s进行一次读数并记录下来记该温度为，并对烧杯进行称重得到烧杯的质量为，即可求出量热器中水的质量=。

3）测量热水的质量为，热水的温度，加入冷水的质量，水和量热器的温度为，搅拌混合后的温度，通过以上测量出来的数据带入（3）式中求出量热器的热容q。

4）用烧杯盛取食盐水并将其放在电子天平上进行称重，测出烧杯和食盐水的质量为，并用温度计测量食盐水的温度为，然后迅速将食盐水倒入量热器筒中，盖上筒盖用搅拌器均匀搅拌，并且每隔30s对混合的液体的温度进行读数，并以此记录得出温度为θ，然后称量倒入食盐水的烧杯质量为，从而可以计算出加入量热器筒中的食盐水质量为。

5）将上述测出的数值代入（2）式中求出食盐水的比热容。比热容的单位是。且已知水的比热容是。

6）重复以上步骤进行第二次实验，求出10%食盐水的比热容。

2 创新改进后的混合法测量液体比热容的实验

我们将原装置改进成将液体加热和量热器内筒连接在一起的一个实验装置，可以在液体加热完成后直接快速的进入量热器内筒中，从而减少整个过程的散热损失。改进后的实验装置由支架、可以进行加热的保温筒、温度计、保温管组成。

我们首先将保温筒中注入待测液体并测量整个保温筒和带测液体的总质量，然后将保温筒固定在支架上并且将温度计固定如保温筒内如图2所示，加热保温筒使待测液体的温度上升，当上升到某个阶段时，停止加热看此时温度计的示数当温度计不再变化时进行读数，这读数就是将待测液体倒入量热器内筒与冷水混合后的温度。打开保温筒下方的塞子，加热的液体通过保温管迅速进入量热器内筒中，并称量此时保温筒的质量即可求出待测液体混合前的质量。

4 结论

通过以上实验对比可以看出改进后的混合法测量液体的比熱容方法，它通过保温筒和保温管很大程度上减少了整个过程的热量的散失，得出的结果与传统的测量液体的比热容的结果相比更加准确。

参考文献

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