水的比热容是

水的比热容是

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范文一:水的比热容

神奇的水

1.水的比热较大,对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化小一些,水的这个特征对气候影响很大,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海温度降低少,为此一天中沿海地区温度变化小,内陆温度变化大,一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。

2.海陆风的形成

白天的时候,由于陆地的泥土比热容比海水的小,升温比海水快,形成空气的密度差,海面上的空气的密度高于陆地上的密度,陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充,形成海风。而晚上的时候正好相反,形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在某个季节。

3.用热水取暖,冬季供热用的散热器、暖水袋。

4.农村在培育秧苗时,为保护秧苗夜间不致受冻,傍晚要往秧田里灌水,夜间秧田里温度不致降的太多,秧苗不致冻坏,早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长。

5.对气温的影响

据新华社消息,三峡水库蓄水后,这个世界上最大的人工湖将成为“空调”,使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计,夏天气温可能会因此下降5摄氏度,冬天气温可能会上升3到4摄氏度。

是什么原因导致重庆山城变得冬暖夏凉呢?原来,水库的建立,水的增加,而水的比热容大,在同样受冷受热时温度变化较小,从而使夏天的温度不会升得比过去高,冬天的温度不会下降的比过去低,使温度保持相对稳定,从而水库成为一个巨大的“天然空调”。 “朝穿皮袄午披纱,怀抱火炉吃西瓜”这是沙漠地

区早晚气温反差较大的写照。沙漠地区多砂石,而砂石的比热容较小。夜间砂石散热,温度降低较多,因而早晨气温较低。午间在阳光的照射下砂石吸热,温度上升很快,气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的奇特现象。 而沿海地区多水,水的比热容较大。在夜晚,海洋与沙漠地区同样散热,海洋的温度降低不多,夜间气温不太低。同理在午间海水吸热,但气温不会升得太快。所以沿海地区早、午的气温差别并不明显。因此沿海地区的气温较稳定。

6.用水冷却汽车的发动机,发电厂的发电机等。神奇的水

1.水的比热较大,对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化小一些,水的这个特征对气候影响很大,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海温度降低少,为此一天中沿海地区温度变化小,内陆温度变化大,一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。

2.海陆风的形成

白天的时候,由于陆地的泥土比热容比海水的小,升温比海水快,形成空气的密度差,海面上的空气的密度高于陆地上的密度,陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充,形成海风。而晚上的时候正好相反,形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在某个季节。

3.用热水取暖,冬季供热用的散热器、暖水袋。

4.农村在培育秧苗时,为保护秧苗夜间不致受冻,傍晚要往秧田里灌水,夜间秧田里温度不致降的太多,秧苗不致冻坏,早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长。

5.对气温的影响

据新华社消息,三峡水库蓄水后,这个世界上最大的人工湖将成为“空调”,使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计,夏天气温可能会因此下降5摄氏度,冬天气温可能会上升3到4摄氏度。

是什么原因导致重庆山城变得冬暖夏凉呢?原来,水库的建立,水的增加,而水的比热容大,在同样受冷受热时温度变化较小,从而使夏天的温度不会升得比过去高,冬天的温度不会下降的比过去低,使温度保持相对稳定,从而水库成为一个巨大的“天然空调”。 “朝穿皮袄午披纱,怀抱火炉吃西瓜”这是沙漠地

区早晚气温反差较大的写照。沙漠地区多砂石,而砂石的比热容较小。夜间砂石散热,温度降低较多,因而早晨气温较低。午间在阳光的照射下砂石吸热,温度上升很快,气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的奇特现象。 而沿海地区多水,水的比热容较大。在夜晚,海洋与沙漠地区同样散热,海洋的温度降低不多,夜间气温不太低。同理在午间海水吸热,但气温不会升得太快。所以沿海地区早、午的气温差别并不明显。因此沿海地区的气温较稳定。

6.用水冷却汽车的发动机,发电厂的发电机等。

范文二:水的比热容

水的比热容 kJ/(kg·K) 温度 ℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 压强, MPa 常压 4.216 4.191 4.183 4.178 4.178 4.178 4.183 4.187 4.195 4.204 4.212 4.237 4.245 4.258 4.275 4.287 4.304 4.317 4.333 4.354 4.371 4.438 4.509 4.543 4.580 4.618 4.660 4.689 4.744 4.790 4.836 1 4.210 4.188 4.179 4.176 4.176 4.177 4.181 4.184 4.194 4.202 4.210 4.234 4.243 4.258 4.275 4.288 4.308 4.323 4.343 4.368 4.390 4.454 4.524 4.563 4.609 4.659 4.715 4.765 4.843 4.923 5.026 10 4.166 4.158 4.154 4.154 4.154 4.158 4.162 4.166 4.175 4.183 4.191 4.208 4.221 4.242 4.262 4.283 4.309 4.338 4.371 4.409 4.451 4.501 4.556 4.619 4.698 4.786 4.899 5.033 5.197 5.402 5.708 20 4.256 4.251 4.251 4.251 4.255 4.259 4.264 4.272 4.277 4.285 4.294 4.307 4.324 4.342 4.363 4.385 4.406 4.432 4.463 4.493 4.532 4.576 4.624 4.680 4.745 4.815 4.907 5.015 5.142 5.295 5.502 5.587 5.874 6.333 7.062 8.325 12.35 30 3.836 3.833 3.8330 3.837 3.846 3.854 3.857 3.862 3.869 3.873 3.885 3.892 3.908 3.924 3.939 3.955 3.979 3.998 4.021 4.044 4.076 4.106 4.144 4.187 4.233 4.290 4.348 4.425 4.513 4.616 4.735 5.257 5.465 5.721 6.054 6.521 7.246 40 5.404 5.398 5.396 5.404 5.416 5.246 5.431 5.435 5.448 5.454 5.466 5.484 5.500 5.520 5.542 5.564 5.594 5.622 5.653 5.689 5.729 5.777 5.831 5.887 5.959 6.036 6.124 6.227 6.348 6.492 6.675 5.037 5.186 5.351 5.544 5.787 6.039

范文三:水的比热容

为什么追的比热容大:分子间的作用力决定的,分子取向、诱导、色散和

氢键 首先水分子具有很强的氢键,随着温度升高会有部分氢键 打开,需

要吸收大量的能量,这是氢键的作用,氢键力比其他 几种力都要高出一个

数量级。 其次水分子极性很强,一般情况下极性越强分子间作用力越强,

温度升高提高分子运速度所需要的能量越高。这是分子偶极 存在取向。 对

于非极性分子,一般没有氢键和偶极相互作用,而诱导取向 和色散力造成

的相互作用较小,所以升高相同温度所需要的 能量就小。也就是比热容较

小。 物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比 比热容测试仪热容三种。 定压比热容Cp是单位质量的物质在压力不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。 定容比热容Cv是单位质量

的物质在容积(体积)不变的条

件下,温度升高或下降1℃或1K

吸收或放出的内能。

饱和状态比热容是单位质量

的物质在某饱和状态时,温度升

高或下降1℃或1K所吸收或放出

的热量。

比热容是什么:

比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文(J kg^-1K^-1 或 J kg^-1℃^-1,J是指焦耳,K是指热力学温标,与摄氏度℃相等),即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。根据此定理,最基本便可得出以下公式:

c=△E/m△T

△E为吸收的热量,中学的教科书里为△Q。m是物体的质量,△T是吸热(放热)后温度所上升(下降)值,初中的教材里把△T写成△t,其实这是很不规范的。

范文四:水的比热容大的应用

水的比热容大的应用

水的比热容较大,在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。这个应用主要考虑两个方面,第一是一定质量的水吸收(或放出)很多的热而自身的温度却变化不多,有利于调节气候;第二是一定质量的水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,有利于用水作冷却剂或取暖。

一、利用水的比热容大来调节气候

1.对气温的影响据新华社消息,三峡水库蓄水后,这个世界上最大的人工湖将成为“空调”,使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计,夏天气温可能会因此下降5摄氏度,冬天气温可能会上升3到4摄氏度。是什么原因导致重庆山城变得冬暖夏凉呢?原来,水库的建立,水的增加,而水的比热容大,在同样受冷受热时温度变化较小,从而使夏天的温度不会升得比过去高,冬天的温度不会下降的比过去低,使温度保持相对稳定,从而水库成为一个巨大的“天然空调”。

“朝穿皮袄午披纱,怀抱火炉吃西瓜”这是沙漠地区早晚气温反差较大的写照。沙漠地区多砂石,而砂石的比热容较小。夜间砂石散热,温度降低较多,因而早晨气温较低。午间在阳光的照射下砂石吸热,温度上升很快,气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的奇特现象。而沿海地区多水,水的比热容较大。在夜晚,海洋与沙漠地区同样散热,海洋的温度降低不多,夜间气温不太低。同理在午间海水吸热,但气温不会升得太快。所以沿海地区早、午的气温差别并不明显。因此沿海地区的气温较稳定。

2.热岛效应的缓解

晴朗无风的夏日,海岛上的地面气温,高于周围海上气温,并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流,这是海洋热岛效应的表现。近年来,由于城市人口集中,工业发达,交通拥塞,大气污染严重,且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,从而形成城市热岛效应。在缓解热岛效应方面,专家测算,一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后,绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.14×107m3的中型水库,由于水的比热容大,能使城区夏季高温下降1℃以上,有效缓解日益严重的“热岛效应”。

3.海陆风的形成白天的时候,由于陆地的泥土比热容比海水的小,升温比海水快,形成空气的密度差,海面上的空气的密度高于陆地上的密度,陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充,形成海风。而晚上的时候正好相反,形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在某个季节。

二、利用水的比热容大来冷却或取暖

1.水冷系统的应用

人们很早就开始用水来冷却发热的机器,在电脑CPU散热中我们利用散热片与CPU核心接触,CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上,然后利用风扇将散发到空气中的热量带走,但水的比热容远远大于空气,因此CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升,然后再通过水泵将内能增加的水带走,这样的系统称为水冷系统。我们熟悉的热机的冷却系统也用水做为冷却液,也是利用了水的比热容大这一特性。

2.农业生产上的应用水稻是喜温作物,在每年三四月份育苗的时候,为了防止霜冻,农民普遍采用“浅水勤灌”的方法,即傍晚在秧田里灌一些水过夜,第二天太阳升起的时候, 再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性,在夜晚降温时,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起了保温作用。

3.热水取暖

在冬天,人们往往用热水袋装热水后取暖,而不用热煤油取暖,这主要原因是什么?因

水的比热容比煤油的大,相同质量的水和煤油,温度降低相同的度数时,水放出的热量比煤油的多,因此选热水取暖。水的比热容大这一特性还有许多的应用,诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下,起了防暑降温作用;夏威夷是太平洋一个岛,那里气候宜人,是旅游度假的圣地,除了景色诱人之外,还有一个主要原因就是冬暖夏凉。

范文五:水的比热容考题解析

水的比热容考题解析

江苏丰县广宇中英文学校 刘庆贺

鱼儿离不开水,人类的各项活动也与水密切相关。各种物质中,水的比热容最大,很多现象与水的比热容大有关。研究2011中考,发现围绕水的比热容设计的考题相当多,大致有以下几种类型,解析如下。

一、解释说明题

例1(2011烟台)无论是白天还是夜晚,人们漫步在海滨,会感到习习海风迎面吹拂,十分畅快。这样的风非常柔和,通常情况下,它白天从海上吹向陆地,夜晚从陆地吹向海上(图1),气象上把这种风称为“海陆风”.请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因。

解析:空气流动形成风,造成空气流动的原因是各处空气温度的不同。空气温度升高,将会上升,从而在下面形成低压区,周围的空气将会流向低压区,于是形成风。什么原因造成各处空气温度不一样呢?在海滨,是由于水的比热容比陆地的大。在白天,在太阳的照耀下,海水和陆地都吸热升温,由于水的比热容大,海水升温慢,陆地升温快,靠近陆地的空气升温也快,向空中上升快,从而在陆地形成低压区,于是海面上的空气向陆地流动,形成海风;同理夜晚的风向正好相反。

答案:海陆风的形成,是由于水的比热容比陆地大造成的。

由于水的比热容比陆地的大。在白天,海水和陆地都吸热升温,但陆地升温快,靠近陆地的空气升温快,向空中上升快,于是海面上的空气向陆地流动,形成海风;在夜晚,海水和陆地都放热降温,由于水的比热容比陆地的大,海水降温慢,靠近海面的空气温度高,向空中上升快,于是陆地上的空气向海面流动,形成陆风。

二、热量计算题

例2(2011广安)水的比热容较大,生活中,我们常用水来加热或散热,例如:冬天常用热水袋取暖,把质量为2Kg,温度为90C的热水装入热水袋中,到温度降为30C时,这些水放出了 J的热量;如果用相同质量,相同温度的沙来取暖,沙会冷得 (填“快些”或“慢些”)。【C水=4.2×10J/(kg·C)】

解析:要计算水放出的热量,利用热量公式即可。

3

o

o

o

Q放=cm(t-t0)

=4.2×10J/(kg·℃)×2kg×(90℃-30℃)

=5.04×10J

由于沙的比热容比水小,沙吸热升温快,放热降温也快。

答案:5.04×10

三、图像信息题

例3(201l兰州)用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容为( )

A.2.1×10J/(kg·℃) B.4.2×10J/(kg·℃)

C.1.2×10J/(kg·℃) D.条件不足,不能确定

33

3

5

53

快些

解析:两个电热器相同,说明物质甲和水相同时间内吸热相等。从图像看出,物质甲的温度从0℃升高到60℃需用时10min;水的温度从0℃升高到60℃需用时20min。这说明质

量相同的物质甲和水升高相同的温度,甲吸收的热量是水的一半。根据热容是水的一半。

答案:A

四、实验探究题

,甲的比

例4(2011大连)在探究“水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关”实验中,记录的实验数据如下表。

(1)该实验中,记录加热时间有什么意义?______________________________。

(2)第_____、_____、_____这三次实验,是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。

(3)第3次实验数据的特殊作用是:__________________________________。

(4)探究结论是:水吸收的热量与_________________,与____________________。

解析:(1)用同一加热器加热时,加热时间越长,水吸热越多。所以用加热时间能间接反映水吸收的热量多少。

(2)根据控制变量法,要探究水吸收的热量与水的质量是否有关,应只让水的质量不同,其它因素均应相同。所以应该是第1、2、3这三次实验。

(3)比较5次实验数据,发现第3次实验数据与前面的第1、2次及后面的第4、5次数据都有联系。与第1、2次比较,是质量不同,升温相同,所以第1、2、3这三次实验是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。与第4、5次比较,是质量相同,升温不同,所以第3、4、5这三次实验是探究水吸收的热量与水升高的温度是否有关。由此看来,第3次实验数据的特殊作用是两个分探究共用的数据。

(4)根据表格中的数据不难发现,水吸收的热量与水的质量有关,与水升高的温度有关。

答案:(1)用加热时间间接反映水吸收的热量

(2)1、2、3

(3)两个分探究共用的数据

(4)水的质量有关;水升高的温度有关

范文六:用电功量热法测定水的比热容

用电功量热法测定水的比热容

一. 目的要求 1. 熟练使用量热器; 2. 用电功量热法测定水的比热容,以加深对热力学第一定律的认识; 3. 掌握一种散热修正方法——修正末温。 二. 原理

1. 用电热法测定水的比热容

本实验测定水的比热容采用电功量热法,其依据是焦耳热效应。若加在电热丝两端的电压为V,通过的电流为I,则在时间dt内电场力做功为:

dwVIdt (19.1) 这些功全部转化为热量,使一个盛水的量热器系统温度升高d,该系统吸收的热量为: dQcmCcd (19.2) 其中m为水的质量;Cc为量热器系统(包括内筒、电热丝、玻璃套管、搅拌器以及温度计浸没水中的那一部分等)的热容。

如果通电过程中无热量散失,则dwdQ,即:

VIdtcmCcd (19.3)

,当V,I均不随时间变化时,对式(19.3)积分,并令t0及tn时,系统温度0及n

则有:

0 (19.4) VItncmCcn

如果Cc已知,则由式(19.4)即可求出水的比热容c。诚然,像实验18中那样,靠给定一系列的比热容及在实验中不易称量的质量,可以求出Cc;但理论上计算的Cc往往与实际过程发生较大的偏离。这是因为:搅拌器长时间上下摇动会使其与外部环境有更多的接触机会,由它带走并随时传递给外部环境的热量,可能要几倍于其自身温度升高所需要的热量;玻璃套管及温度计的热容,也会因实验者选用水量的多寡,以及由系统温度向室温的过渡区域的影响而变得难于估计;等等。此外,本实验的目的还在于寻求一种水比热容的绝对测量方法,不希望给出更多的物理学常数,而是通过实地测定来实现。

将质量m(m)、温度a的冷水,与量热器内已经通电加热过的水(假定其质量仍为

)相混合,若平衡温度为b,则,由热平衡方程可得: m,温度已变为m

b)cm(ba) (19.5) (cmCc)(m

将式(19.4)与 (19.5)联立,消去Cc,整理后得:

c

bVItnm

0)bam(n

(19.6)

式(19.6)即水比热容的计算式。式中虽不出现m及Cc,但对实验来讲,它们给予水比

0)的大小,而且为了热容c测量结果的影响依然存在。例如:m的选取将直接影响(n

使Cc对测量结果不确定度的影响减小,又需考虑m的量值,以及m与m之比的选择等等。

2. 散热修正

由于通电过程中,系统温度与环境温度不相一致,所以,实验系统与外界的热量交换是

偏离n,不可避免的。设系统实际达到的末温n与无热量交换时所应抵达的末温n则有:

nn (19.7) n

根据牛顿冷却定律,在系统与环境温差不大,且处于自然冷却的情况下,系统的降温制冷速率:

ddt

ke (19.8)

式中,kk/Cs是一个与系统表面积成正比、并随表面辐射本领及系统热容而变的常数,称为降温常数。其物理意义为:单位温差下,单位时间内因与外界的热量交换而导致的温度变化量。单位:s1。及e分别表示系统的表面温度及环境温度。

以相等的时间间隔t060s连续记录通电加热过程中系统温度0,1,,i,,n随时间0,1t0,,it0,,nt0tn的变化。为求降温常数,切断加热电源后,仍连续记录系统温度n1,n2,,m随时间n1t0,n2t0,,mt0的变化。当可假定室温不变时,对(19.8)式求解,并以降温过程中的边界条件:tn2t0及mt0时,n2及m代入,可得:

1

k

n2mt0

ln

men2e

(19.9)

当时间间隔很小、以致可假定系统温度随时间作线性变化时,其在任一时间间隔内的平均温度可写作:

i

12

i1i (19.10)

将式(19.9)及 式(19.10)代入式(19.8),可求出系统在不同表面温度i下,t0时间内由于散热而导致的温降i,即:

ik(ie)t0 (19.11) 式(19.11)对加热过程中所有的时间间隔求和,将式(19.10)代入并整理,可得整个加热过程中由于散热而导致的总温降n,即:

1n1

nki0nnet0 (19.12)

2i1

。 将n代入式(19.7),即可求出修正后系统的末温n

三. 仪器用品

包括物理天平(或电子天平),量热器,搅拌器,加热器(带有玻璃套管的电热丝),数



字式温度计(25.0C~125.0C),双路可跟踪直流稳定电源(0~30V,0~3A,其使用方法见说明书),停表,烧杯,待测样品水及冰等。

四. 实验内容

1.向量热器内加入适量(约2/5)的水,称取其合质量m1。将其置于量热器外筒内,通电加热。调整加热电流适当,待电流、电压稳定后记录其数值。充分搅拌后读取系统初温0,同时计时。以t0为间隔连续记录加热升温至断电停止加热(约10min),以及降温过程(约

12min)中系统温度随时间的变化。

加热过程中,应不断搅拌,并注意观察电流、电压是否存在起伏。如有波动,应予记录,并在最后取其等效平均值。 2.混合过程

,迅速将准备好的、温度为a(ae)的冷水注入量重新测量量热器中的水温m

热器(约至4/5)内,使之混合。充分搅拌后读取其平衡温度b。最后称取其总质量m2。

五. 注意事项

1. 注意电路连接正确,以防电极接反而损坏仪表; 2. “室温”应读取实验前、后的平均值;

3. 量热器内注入待测样品水后方可接通电源,以防加热器玻璃套管炸裂; 4. 实验过程中,应不断轻轻搅拌,以使温度计示值确能代表系统的表面温度; 5. 加注冷水时,动作应迅速,但不得使水溅出,以免影响测量结果;

6. 正确使用双路可跟踪直流稳定电源、数字式温度计,注意维护停表及烧杯等; 7. 实验结束后应将内筒擦干,并将其他仪器用品整理复原。 六. 考查题

1.电功量热法的依据是什么?其基本实验条件在本实验中是怎样得到满足的?

2.0是否系统通电加热前的温度?开始通电就计时、计温吗?何时开始计时、计温较好?为什么?

3.为什么切断电源后系统温度仍会升高?如何判断系统已开始自然冷却?怎样才能把k值求准?

前要求轻轻摇 4.读取初温前及自然降温过程中是否需要搅拌?为什么?读取0及m

动量热器,这样做有何益处?

5.为了减小测量误差,选取参数时应注意什么?混合时,加注冷水的温度及质量应如何考虑?用电功量热法测定水的比热容

一. 目的要求 1. 熟练使用量热器; 2. 用电功量热法测定水的比热容,以加深对热力学第一定律的认识; 3. 掌握一种散热修正方法——修正末温。 二. 原理

1. 用电热法测定水的比热容

本实验测定水的比热容采用电功量热法,其依据是焦耳热效应。若加在电热丝两端的电压为V,通过的电流为I,则在时间dt内电场力做功为:

dwVIdt (19.1) 这些功全部转化为热量,使一个盛水的量热器系统温度升高d,该系统吸收的热量为: dQcmCcd (19.2) 其中m为水的质量;Cc为量热器系统(包括内筒、电热丝、玻璃套管、搅拌器以及温度计浸没水中的那一部分等)的热容。

如果通电过程中无热量散失,则dwdQ,即:

VIdtcmCcd (19.3)

,当V,I均不随时间变化时,对式(19.3)积分,并令t0及tn时,系统温度0及n

则有:

0 (19.4) VItncmCcn

如果Cc已知,则由式(19.4)即可求出水的比热容c。诚然,像实验18中那样,靠给定一系列的比热容及在实验中不易称量的质量,可以求出Cc;但理论上计算的Cc往往与实际过程发生较大的偏离。这是因为:搅拌器长时间上下摇动会使其与外部环境有更多的接触机会,由它带走并随时传递给外部环境的热量,可能要几倍于其自身温度升高所需要的热量;玻璃套管及温度计的热容,也会因实验者选用水量的多寡,以及由系统温度向室温的过渡区域的影响而变得难于估计;等等。此外,本实验的目的还在于寻求一种水比热容的绝对测量方法,不希望给出更多的物理学常数,而是通过实地测定来实现。

将质量m(m)、温度a的冷水,与量热器内已经通电加热过的水(假定其质量仍为

)相混合,若平衡温度为b,则,由热平衡方程可得: m,温度已变为m

b)cm(ba) (19.5) (cmCc)(m

将式(19.4)与 (19.5)联立,消去Cc,整理后得:

c

bVItnm

0)bam(n

(19.6)

式(19.6)即水比热容的计算式。式中虽不出现m及Cc,但对实验来讲,它们给予水比

0)的大小,而且为了热容c测量结果的影响依然存在。例如:m的选取将直接影响(n

使Cc对测量结果不确定度的影响减小,又需考虑m的量值,以及m与m之比的选择等等。

2. 散热修正

由于通电过程中,系统温度与环境温度不相一致,所以,实验系统与外界的热量交换是

偏离n,不可避免的。设系统实际达到的末温n与无热量交换时所应抵达的末温n则有:

nn (19.7) n

根据牛顿冷却定律,在系统与环境温差不大,且处于自然冷却的情况下,系统的降温制冷速率:

ddt

ke (19.8)

式中,kk/Cs是一个与系统表面积成正比、并随表面辐射本领及系统热容而变的常数,称为降温常数。其物理意义为:单位温差下,单位时间内因与外界的热量交换而导致的温度变化量。单位:s1。及e分别表示系统的表面温度及环境温度。

以相等的时间间隔t060s连续记录通电加热过程中系统温度0,1,,i,,n随时间0,1t0,,it0,,nt0tn的变化。为求降温常数,切断加热电源后,仍连续记录系统温度n1,n2,,m随时间n1t0,n2t0,,mt0的变化。当可假定室温不变时,对(19.8)式求解,并以降温过程中的边界条件:tn2t0及mt0时,n2及m代入,可得:

1

k

n2mt0

ln

men2e

(19.9)

当时间间隔很小、以致可假定系统温度随时间作线性变化时,其在任一时间间隔内的平均温度可写作:

i

12

i1i (19.10)

将式(19.9)及 式(19.10)代入式(19.8),可求出系统在不同表面温度i下,t0时间内由于散热而导致的温降i,即:

ik(ie)t0 (19.11) 式(19.11)对加热过程中所有的时间间隔求和,将式(19.10)代入并整理,可得整个加热过程中由于散热而导致的总温降n,即:

1n1

nki0nnet0 (19.12)

2i1

。 将n代入式(19.7),即可求出修正后系统的末温n

三. 仪器用品

包括物理天平(或电子天平),量热器,搅拌器,加热器(带有玻璃套管的电热丝),数



字式温度计(25.0C~125.0C),双路可跟踪直流稳定电源(0~30V,0~3A,其使用方法见说明书),停表,烧杯,待测样品水及冰等。

四. 实验内容

1.向量热器内加入适量(约2/5)的水,称取其合质量m1。将其置于量热器外筒内,通电加热。调整加热电流适当,待电流、电压稳定后记录其数值。充分搅拌后读取系统初温0,同时计时。以t0为间隔连续记录加热升温至断电停止加热(约10min),以及降温过程(约

12min)中系统温度随时间的变化。

加热过程中,应不断搅拌,并注意观察电流、电压是否存在起伏。如有波动,应予记录,并在最后取其等效平均值。 2.混合过程

,迅速将准备好的、温度为a(ae)的冷水注入量重新测量量热器中的水温m

热器(约至4/5)内,使之混合。充分搅拌后读取其平衡温度b。最后称取其总质量m2。

五. 注意事项

1. 注意电路连接正确,以防电极接反而损坏仪表; 2. “室温”应读取实验前、后的平均值;

3. 量热器内注入待测样品水后方可接通电源,以防加热器玻璃套管炸裂; 4. 实验过程中,应不断轻轻搅拌,以使温度计示值确能代表系统的表面温度; 5. 加注冷水时,动作应迅速,但不得使水溅出,以免影响测量结果;

6. 正确使用双路可跟踪直流稳定电源、数字式温度计,注意维护停表及烧杯等; 7. 实验结束后应将内筒擦干,并将其他仪器用品整理复原。 六. 考查题

1.电功量热法的依据是什么?其基本实验条件在本实验中是怎样得到满足的?

2.0是否系统通电加热前的温度?开始通电就计时、计温吗?何时开始计时、计温较好?为什么?

3.为什么切断电源后系统温度仍会升高?如何判断系统已开始自然冷却?怎样才能把k值求准?

前要求轻轻摇 4.读取初温前及自然降温过程中是否需要搅拌?为什么?读取0及m

动量热器,这样做有何益处?

5.为了减小测量误差,选取参数时应注意什么?混合时,加注冷水的温度及质量应如何考虑?

范文七:用电功量热法测定水的比热容

用电功量热法测定水的比热容

一. 目的要求

1. 熟练使用量热器;

2. 用电功量热法测定水的比热容,以加深对热力学第一定律的认识;

3. 掌握一种散热修正方法--修正末温。

二. 原理

1. 用电热法测定水的比热容

本实验测定水的比热容采用电功量热法,其依据是焦耳热效应。若加在电热丝两端的电压为,通过的电流为,则在时间内电场力做功为:

(19.1)

这些功全部转化为热量,使一个盛水的量热器系统温度升高,该系统吸收的热量为:

(19.2)

其中为水的质量;为量热器系统(包括内筒、电热丝、玻璃套管、搅拌器以及温度计浸没水中的那一部分等)的热容。

如果通电过程中无热量散失,则,即:

(19.3)

当均不随时间变化时,对式(19.3)积分,并令及时,系统温度及,则有:

(19.4)

如果已知,则由式(19.4)即可求出水的比热容。诚然,像实验18中那样,靠给定一系列的比热容及在实验中不易称量的质量,可以求出;但理论上计算的往往与实际过程发生较大的偏离。这是因为:搅拌器长时间上下摇动会使其与外部环境有更多的接触机会,由它带走并随时传递给外部环境的热量,可能要几倍于其自身温度升高所需要的热量;玻璃套管及温度计的热容,也会因实验者选用水量的多寡,以及由系统温度向室温的过渡区域的影响而变得难于估计;等等。此外,本实验的目的还在于寻求一种水比热容的绝对测量方法,不希望给出更多的物理学常数,而是通过实地测定来实现。

将质量()、温度的冷水,与量热器内已经通电加热过的水(假定其质量仍为,温度已变为)相混合,若平衡温度为,则,由热平衡方程可得:

(19.5)

将式(19.4)与 (19.5)联立,消去,整理后得:

(19.6)

式(19.6)即水比热容的计算式。式中虽不出现及,但对实验来讲,它们给予水比热容测量结果的影响依然存在。例如:的选取将直接影响的大小,而且为了使对测量结果不确定度的影响减小,又需考虑的量值,以及与之比的选择等等。

2. 散热修正

由于通电过程中,系统温度与环境温度不相一致,所以,实验系统与外界的热量交换是不可避免的。设系统实际达到的末温与无热量交换时所应抵达的末温偏离,则有:

(19.7)

根据牛顿冷却定律,在系统与环境温差不大,且处于自然冷却的情况下,系统的降温制冷速率:

(19.8)

式中,是一个与系统表面积成正比、并随表面辐射本领及系统热容而变的常数,称为降温常数。其物理意义为:单位温差下,单位时间内因与外界的热量交换而导致的温度变化量。单位:。及分别表示系统的表面温度及环境温度。

以相等的时间间隔连续记录通电加热过程中系统温度随时间的变化。为求降温常数,切断加热电源后,仍连续记录系统温度随时间的变化。当可假定室温不变时,对(19.8)式求解,并以降温过程中的边界条件:及时,及代入,可得:

(19.9)

当时间间隔很小、以致可假定系统温度随时间作线性变化时,其在任一时间间隔内的平均温度可写作:

(19.10)

将式(19.9)及 式(19.10)代入式(19.8),可求出系统在不同表面温度下,时间内由于散热而导致的温降,即:

(19.11)

式(19.11)对加热过程中所有的时间间隔求和,将式(19.10)代入并整理,可得整个加热过程中由于散热而导致的总温降,即:

(19.12)

将代入式(19.7),即可求出修正后系统的末温。

三. 仪器用品

包括物理天平(或电子天平),量热器,搅拌器,加热器(带有玻璃套管的电热丝),数字式温度计(),双路可跟踪直流稳定电源(,其使用方法见说明书),停表,烧杯,待测样品水及冰等。

四. 实验内容

1.向量热器内加入适量(约)的水,称取其合质量。将其置于量热器外筒内,通电加热。调整加热电流适当,待电流、电压稳定后记录其数值。充分搅拌后读取系统初温,同时计时。以为间隔连续记录加热升温至断电停止加热(约min),以及降温过程(约min)中系统温度随时间的变化。

加热过程中,应不断搅拌,并注意观察电流、电压是否存在起伏。如有波动,应予记录,并在最后取其等效平均值。

2.混合过程

重新测量量热器中的水温,迅速将准备好的、温度为()的冷水注入量热器(约至)内,使之混合。充分搅拌后读取其平衡温度。最后称取其总质量。

五. 注意事项

1. 注意电路连接正确,以防电极接反而损坏仪表;

2. 使温度计示值确能代表系统的表面温度;

5. 加注冷水时,动作应迅速,但不得使水溅出,以免影响测量结果;

6. 正确使用双路可跟踪直流稳定电源、数字式温度计,注意维护停表及烧杯等;

7. 实验结束后应将内筒擦干,并将其他仪器用品整理复原。

六. 考查题

1.电功量热法的依据是什么?其基本实验条件在本实验中是怎样得到满足的?

2.是否系统通电加热前的温度?开始通电就计时、计温吗?何时开始计时、计温较好?为什么?

3.为什么切断电源后系统温度仍会升高?如何判断系统已开始自然冷却?怎样才能把值求准?

4.读取初温前及自然降温过程中是否需要搅拌?为什么?读取及前要求轻轻摇动量热器,这样做有何益处?

5.为了减小测量误差,选取参数时应注意什么?混合时,加注冷水的温度及质量应如何考虑?

143

范文八:变容技术助力热水器节能

随着消费者生活水平的提升,生活用热水的习惯慢慢发生着变化,消费者对于热水器的需求由单一的洗澡功能逐步在向家庭热水中心这一功能转变。由于家庭热水中心全面提升消费者的生活品质的同时,也意味着会更耗能,在节能需求日益高涨的背景下,在满足舒适的同时,节能也成为大容积电热水器必须要面对的问题。   在电热水器的能耗当中,热水存储消耗的能源占比非常高,企业通过加厚保温层,增加各种智能的控制方式等来尽可能地减少电热水器的耗电。笔者认为,其实,传统的电热水器使用变容技术会使节能效果迈上一个新的台阶。   多箱式储水热水器是早期的变容式热水器,一般用于大型工程中,如果是家用电热水器,则只能用浮板式变容的方式。具体来讲就是通过在垂直的圆柱形热水器内胆中放置浮板,既起到隔热保温作用,同时也起到了对内胆中的水分层作用。在隔板的上方为热水区,下方为冷水区。当电热管工作时,下方的水被加热转入上方,浮板向下移动。当上方出水口打开时,热水流出,冷水从下方进水口进入,浮板向上移动。由于热水区的容积和冷水区的容积在不断变化,故称之为变容。这种变容技术出水温度是恒定的,它不因为冷水进入的多少而产生变化,故热水产出率高达95%以上。   采用变容技术的热水器,可通过在内胆外壁安放若干温控器,实现对内胆中的水进行多种形式的变容。例如,安放4个温控器,就可以把热水器分成5等份。再通过智能控制器可以方便控制电热管的开关,让浮板停在预定的位置上。比如,通过预置让隔热停在上方第二个温控器位置上,那么整个内胆中的热水区容积是2/5,冷水区容积是3/5。同时,还可以通过时控器将工作时间分成二个时段,例如,将峰电时段的变容比调为1/5,谷电时段则随着季节和使用人数变化将变容比从2/5调至5/5,以达到即开即热功能,同时又达到节能的效果。   从长远来看,热水器的发展方向是复合能源热水器。光电互补式、风光电互补式热水器是潜力的新型产品,这也是目前卫浴行业中各品牌都在积极推出家用的空气能热水器、太阳能热水器的原因。但这类综合能源的产品通常容积都较大,例如,空气能热水器一般家庭用的机型容积都在100L以上。光能、空气能的间歇性,产品体积大也是发展的障碍。但如果使用变容技术,可以把少量的,短时间(风,光)能量转化成少量的热水而转移到浮板上方存储起来,这样就可以使太阳能热水器、空气能热水器变成一款更加高效节能的电器。   空气能水器在实际运行中,热泵是一个变工况的过程。其冷凝温度随水温从低到高持续攀升,其蒸发温度随一年四季环境温度不同跟着急剧变化。空气能热水器的能效SPF是以低温运行工况、最小运行工况、名义工况、最大运行工况四个工况点为典型工况点,在当地环境温度分布图中得出相应系数,然后以加权方式计算所得。因此我们在讨论空气能热水器较之电热水器有节能的优点时,不要忽略变动工况给它带来的负面影响。为了减小它的负面影响,提高能效SPF,将平板太阳能集热器作为热泵热水器的膨胀器,这就是直膨式太阳能热泵热水器。显然可以改善低温运行工况,使其蒸发温度在冬季有所提高。   如果把蒸发端叫空气能的上游,那么冷凝端为空气能的下游。在储水内胆中使用变容技术,将冷凝器放置在浮板下方的冷水区,加热时升温的水转移到浮板上方的热水区,使冷凝温度保持一定。上游再通过太阳能集热器改善工况,下游通过变容技术改善工况,这时的空气能热水器就可以达到最大能效。   带有储水内胆的各类热水器最大的矛盾是大容积和速热,而变容技术就是要解决储水器大容量和速热的矛盾,可以使各类带有储水内胆的热水器将有限的内胆容量尽可能地扩大热水产出,同时又可以短时间加热一定量的热水,是未来热水器节能的核心技术。   变容式电热水器需要在常规电热水器的基础上增加变容功能,内胆垂直安放会增加成本,但功能却成倍增加,既达到提高人们的生活质量的目的,又同时顺应了国家节能减排的大势,将使得热水器进入到高效,节能,环保的新阶段。但一个产品在市场中被消费者所认可,主要取决于产品的设计原理是否先进,制造工艺是否精良,价格是否与用户合拍,运行成本是否低廉,因此最终变容技术能否在热水器中得到很好的应用,还在于技术的创新性,实用性,经济性。   (责编连小卫)

范文九:饱和食盐水比热容的测量

第 2 4卷

第 5期

V0 . 4 No 5 12   .

0c . O l t 2 1

21 0 1年 1   O月

PHYS CAI I  EXPE M ENT    RI 0F C0I     EGE I

文 章 编 号 :0 72 3 ( 01 ) 50 3 — 3 1 0 —9 4 2   0 —0 20   1

饱 和 食 盐 水 比热 容 的测 量

武银 兰, 青 兰 张

( 原 理 工 大 学 山西 太 原 太 002) 30 4

要 : 室 温 下 分 别 利 用 散 热 法 、 合 法 对 饱 和食 盐 水 的 比 热 容 进 行 测 量 , 过 比较 推 知 饱 和 食  在 混 通

盐 水 比 热 容 的值 大约 为 3 2 2 32 3J (. 。所 得 结 果 的 可 靠性 主要 与实 验 的 系统 误 差 有关 。 . 1 ~ . 4 /g K)   关 键 词 :比热 容 ; 热 法 ; 合 法  散 混

文献标志码 :   A 中 图分 类 号 :  4   O33

比热容 反映 了物 质 的热学 性 质 , 通 过 混 合  可 法、 散热 法 、 电热法 等方 法进行 测量  。对 于饱 和  ”

12 比较 法进 行散热 修正  .

量热 器是 在物质 的 比热容 测量 中经 常使用 的

食 盐水 的 比热容 的测 量 未 见 报道 , 文利 用 散 热  本

法 、 合 法 分 别 测 其 比热 容 , 就 测 量误 差 进 行  混 并 分析。

仪器, 尽管 对它 的设 计 已经 采 取 了 许 多措 施 以 减  小 系统与 外界 的热 量 交换 , 仍 然 不 能做 到 完 全  但 绝热。 在精 确 的测 量 中 , 必须 对系统 的散 热进行  还 修正。   利用 ( )式 , 2 分别 写 出对 标准 液 体 ( )和 待  水 测 液体 ( 和食 盐水 ) 行 冷却 的公式 : 饱 进

l 散 热 法

1 1 牛顿冷 却定 律  .

。十 z   I 扫w’

() 3

个系 统 的温度 如 果 高 于环 境 温 度 , 就 会  它

损 失 热量 , 果 低 于环 境 温度 , 就 会 吸收 热量 。 如 它   实 验证 明 , 当系统 与外界 环境 温度差 较小 ( O 5 1 ~1

乙s

6。

(   4)

℃以 内) , 时 其单位 时 间内损失 的热 量与 温度差 成

正比, 这就是 牛顿 冷却定 律 :   ‘

上 式 中 C 和 C。 别 是 系统 中盛 水 和饱 和食 盐  。  分 水 时 的热 容 。 如果 在 实验 中用 同 一 个 容器 分 别 盛

水 和饱 和食 盐水 , 并保 持 在 这 两 种 情 况下 系 统 的

O 一kT一 ) 磐 ' (  ,   t

() 1

初 始温度 、 面积和 环境 温度 等基本 相 同 , 表 则可 以  认 为系统 在分别 盛水 和饱 和食 盐水 时的 散热系 数

k  和 k

相 同 ,   即:

k : k 一 k

其 中 : 是 系统 在一个 很小 的时 间段  内散 失 的  向

热 量 ,   称 为散 热速 率 , 曲/ k是散 热 系数 , 与物 体

的表 面性质 、 面积 、 体周 围介质 的性 质和状 态  表 物 以及物 体 的表面 温度等 许多 因素有 关 。 T一 在  很  小时 , k可看作 是一个 常数 。   如果在 实验 中保持 环境 温度 0 定 , 曲 = 恒 则   C 丁一 , 中 (  (  ) 式  是 系统 的热 容 。 ( ) 积 分  对 1式

得到 :

l 丁一 n(  )一 k f

令S  和 S 分别 代表 由( )   3 式和 ( ) 4 式作 出的两 条

直 线 的斜率 , S   即  一

,  = S

L/s

, 则

(   5)

0  w  s

S  C  一 S C ,

式 中 : 和 S S  的数值 可 由作 图法 得 出 。   热容 ( 和 C    分 别为 :

( ) 2  C  一 , o , l l ”  C + i f +  n C 一 Ⅲ ’ 卅】 1   (  + C +  ,   。   ( ) 6  ( ) 7

其中b 是积 分常数 。 见 I( 0 与 时 间 t 线性  可 n T一 ) 成

关系 , 通过 测 量 可 以求 得 直 线斜 率 k c 。 /   如果 已

其 中 Ⅲ   l( 、 分 别是水 和盐 水 的质量 及比热   、?、(C 、'   】

容 ;f、  量热 器 内 简 和搅 拌 器 的 质 量 及 比热  ,】C 是 ,

知系统 的热 容 ( 可以求 得其 散 热 系数 。 过 来 ,  , 反

如果 已知 系统 的散热 系数 k 可 以求 得其热 容 C 。 ,

收 稿 日期 : 0 10 —0 2 1 - 5 1

容;

和3  C 是温 度计 浸人 已知 液体 和待测液 体

饱 和 食 盐 水 比热 容 的 测 量

部分 的等 效热 容 。 部 分等 效热 容很小 , 这 可以忽 略

不计 。 以待测 盐水 的 比热 容 为 : 所

Cx  ̄ - 一 -

到高 于环 境温 度约 1 ~1 0 5℃ , 录系统 散热 的环  记

境 温 度 ( 热 器外筒 的水 温 )各 数 据见表 1  量 , 。

,『 一一 1   一l C —   ]   下 , mI。 1— w  l S w   Co

0  s

( 6 8   J )

分别 把加 热 到 高 于环 境 温度 约 1 ~ 1 0 5℃的  盐 水 与普通 水 放 入相 同 的量 热 器 中 , 把量 热 器  再 放 人 温度恒 定 的 凉水 中 , 搅 拌 器搅 拌 并 每 隔 2 用

mi 录其 温度 , 值见 表 2 。 n记 其 ~3

1 3 实验 部分  .

测量 量热 器 内筒 和搅 拌 器 的 质 量 , 饱 和食  及 盐 水 、 水 质量 , 纯 并将 饱 和食 盐 水 、 纯水 分 别 加

表 1 饱 和 食盐 水 与 纯 水 散 热前 各 物理 量 的 测 量 数据

盐 水 温 度  / ℃  环境温度 口℃ /

3 .  55 2.   03

3 .  52 2 .  03

3 .  50 2 .  04

3 .  47 2 .  04

3 .  44 2 .  05

利用 表 2 表 3中数 据 , O i n作 图软件 作  、 用 ri g 出 I( T )t n T—   一 的关 系 曲线见 图 1 由 图得直线 的  ,

斜 率分别 为 S  : 一0 0 09 , = 一 . 1  1  . 1 3 S 0 0 11 。

放 出的热 量 等于低 温物 体所 吸收 的热量 。

本 实验 系 统 的高 温 部分 为 饱 和热 盐 水 , 温  其 度高 于室 温 约 1 O~ 1 5℃ , 温部 分 为量热 器 内  低

筒 、 拌 器和 室温饱 和盐 水 。 量热 器 内筒和搅 拌  搅 设 器 的质量 为 m, 比热 容 为 c , 盐水质 量 为  , 。冷 这  二者 初 温为 丁 。 1 热盐 水 质量 为  。 初 温为  。 , 将  加 热 到一 定温 度 的热 盐 水迅速 倒 入装有 一定冷 水  的量 热器 内筒 中, 过搅 拌后 , 经 系统 达到 热平衡 时

的 温度为 丁, 设系 统与外 界 没有任 何热 交换 , 假 则

根据 热平 衡原 理 , 实验 系统 的热平 衡方 程为

c 2 T 一丁)   l T— )   [ (z 一 ( T1]= 由此 得 出待测 盐水 的 比热容 为

( T1 , T— )

() 9

图 1 I(   ~ t的 关 系 曲线    n T一 l

将有 关数 据及 黄 铜 的 比热 容 f 0 3 9 / g  一 . 8  (   J

2 2 实 验部 分  .

了     c ( T1 0 T— )

K) 水 的 比热容 C 一 4 1 2J ( K) 入公 式  , 。 . 8 / g・ 代

( )与( )得饱 和食 盐 水 的 比热 容 为 C = . 4  6 8  = =3 2 3

J( / g・K)  。

分 别测量 热 、 冷饱 和食 盐 水 在 混 合前 的质 量  及初 温 。室温 下 , 热 盐 水加 热 到 比冷盐 水 温 度  把 高约 l ~ 1 0 5℃后 很 快 倒 入 量热 器 内筒 中的冷 盐

2 混 合 法

2 1 混合 法测 液体 比热容原 理  .

水中。 用搅 拌 器不 断搅拌 并观 察 温度计 的示数 , 当

两 分 钟 内  度计 示 数 稳 定 时记 录此 时 热平 衡 温  温

度 。数据 见表 4  。

将温 度 不 同 的物 体 混 合后 , 果 由这 些 物 体  如

组成 的 系统没 有 与外 界 交 换 热 量 , 后 系统 将 达  最 到均 匀 、 定 的平衡 温度 。 此 过程 中 , 稳 在 高温 物 体

将 以上数 据代入 (0 式得 饱 和食盐 水 的比热  1)

容为 c . 1 / g・K)

一3 2 2 ( J .

3  4

饱 和 食 盐 水 比热 容 的 测 量

热 器后 , 不断轻 轻搅 拌 , 应 以保证 系统 温度 各处均

3 结 果 分 析

文献 [] 别测 得 不 同浓 度 2 ,  ,0/的  2分 % 6/ 1  9 6 9 6

食盐 水在 2 4℃ 时 的 比热 容 , 与 2 并 0℃时 的标 准  值嘲 比较 , 见表 5 。文 献[ I 4 N得环境 温度 为 5 5℃  。 时 ,0 ,O, 1  2  的食盐水的 比热容分别为 4 138 / 9 5 . 5     J

( K)3 5 3  / g・ 。从 上 文两 种方 法得 出  g・ ,. 2  J ( K) 8

匀 , 量温度 符 合 被 测 温 度 。测量 系 统 的温度 和  测 时间应 同步 进行 , 使其 一一 对应 。   混 合法测量 中 , 加热 到一定温度 的热 盐水倒 往

冷 盐水时 , 速度 要快 , 但再 快 热盐 水也 会 向周 围环

境 散失少部 分热量 。冷热盐水混 合过程 中, 量热 器  不可避免地 会与周 围环境 进行 热交换 , 这部分损 失  的热量并未 考虑 , 与吸收 热量 的部分 减 小 , 量  参 测 值偏小 。另 外 , 准确地判 断热平衡温度 也是 非常必

要的 。冷 热盐水热交换过 程较快 , 热平 衡后 温度还

的测量值看来 , 两种 方法 所 得结 果 相近 , 与文 献  且

[ ,] 24 的结 果 比较可 推 知 , 盐 水浓度 越 大 比热 容  食

越小 , 饱和食盐水 比热容 的大小约为 32 2 . 4  . 1 ̄3 2 3

J( / g・K)  。

表 5 食盐水的比热容

高于周 围环 境 , 于是会发生整个 量热器 系统 与周 围  环境 的热交 换 , 系统 温度继 续 降低 , 随着 与周 围环  境 温度 的接 近 , 温度 的降低逐 渐减慢 。热平衡 温度

为系统温度 呈现有规律 降低前 的温度 , 因此冷 热盐

水混合后 , 用搅拌 器 不断 搅拌 混 合液 体 , 时 关  需 适 注并记 录其 温度变化 , 准确判 断平衡温度 。

散热 法测 量 中 , 待测 盐水 的 比热容公 式 ( ) 8 得  出的前提 是 : 系统 在分 别 盛 水 和 饱 和食 盐 水 时 的  散热 系数 k  和 k  相 同 。为此 , 在实 验 中需 用 同

4 结

饱 和食盐 水 比热 容 的 值未 见 文 献 报 道 , 文  本

个 容器 分别 盛 水 和饱 和 食 盐 水 , 保持 在 这 两  并

分别 使 用 散 热法 、 合 法对 其 测量 , 量 值 相 近 , 混 测   所得 结果 的可 靠性 与测 量方法 的系 统误差 有很 大

关 系 。由于各 实验 方法 不 同 , 系统误 差也 不相 同 ,

种情 况下 系统 的初 始 温 度 、 面 积 和 环境 温 度 等  表

基本 相 同 。本 实验 中 , 系

统 所 处 的 环境 为 可 控 的

流 动水 , 每次 实验大 约花 费 3 0mi , n 由于 室 内大 环  境温 度不 稳定 , 统所 处 的环 境 温 度 也不 十 分 稳  系

每一 因素不到 位都会 使结 果有 较大偏 离 。

参 考文 献 :

[ ] 王 云才. 1 大学物理 实验 教程 [ 3版. 京 : 学 出 M] 北 科

版 社 ,0 0 1 1 1 7 2 1 :2—2 .

定 , 系统 的热 容 一 定 时 , 散 热 系 数 有 较 大 影  当 对

响 。所 以需 严 密 监 控 环 境 温 度 , 时 增 减 水 流 。 适   对 饱 和食 盐水 与 纯 水 的两 次 实 验 , 热 系统 周 围  散

环 境 即水槽 中 的水 面高 度 要 一 致 , 则 散热 系数  否 差别 较 大 。量 热器 内筒 中饱 和食盐 水 与纯水 的体  积 要 大致相等 , 为 内筒 高度 的 2 3 约 / 。高 度不 等 ,   其 散热 系数 自然 不等 。另 外 , 纯水 和 盐 水放 入 量

[ ] 蒋 林 华 , 佩 珠 . 却 法 测 定 盐 水 比热 容 的讨 论 r] 2 徐 冷 J.   湖 州 师 专 学 报 ,94 6 :35. 19 ( ) 5-9   [ ] 龚 镇 雄 , 雪 林 . 通 物 理 实 验 指 导 : 学 、 学 和  3 刘 普 力 热 分 子 物 理 学 [ . 京 : 京 大 学 出 版 社 ,9 0 1 7 M] 北 北 1 9 :6—

17 .   9

[ ] 何 晓明 , 4 利用牛顿 冷却定律 测定盐水 的 比热 容[ ] J.

青海大学学报 : 自然 科 学 版 ,0 7 2 ( )8 —7 2 0 ,5 4 :58 .

M e s r n   f S e ii  a   fSa u a i n S l  o u i n a u i g o   p c fc He to   t r to   a tS l to   W U  n ln, Yi—a ZHANG  n —a   Qi g ln

Ab t a t n t s pa e , h   p cfc he t O   a u a i n s l  o u i n wa   a ur d by c o i   e ho   sr c :I   hi  p r t e s e ii  a   f s t r to   a t s l to   s me s e     o lng m t d a   xi g me h . ti  h nd mi n   t od I ss own t a , hes e ii  a   a ueo   a ur to   a ts u i  s a pr xi a e y   h t t   p cfche tv l   fs t a i n s l  ol ton i  p o m t l

3 2 2- 3 2 3 / g K) Th   eib l y o e utd p n smany o h   x e i n  y t m  ro . . 1 - . 4 J ( . . e r l it   f

r s l e e d   il  fte e p rme ts se e r r a i

Ke   r s p cf   e t c o i g me h d;  i g me h d y wo d :s e i c h a ; o l   t o mi n   t o   i n x

范文十:“水容易传导热”实验的改进

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碍不 易 导 " 验 改   水 容 传 热实 的 进

口 曲 靖 市 麒 麟 区教 研 室 张 蕙

九 年义务 育六 教 年制小 然第 《   学自 九册 热

传 导 》 课 的 教 学 重 点 是 通 过 实 验 , 学 生 建  一 使

“ 是 不 容 易传 导 热 ” 这 一 概 念 。 水 的

( ) 烧瓶 固定 在铁 架 台上 。 步骤 应注 意  3将 此

管 口 向 上 倾 斜 (5度 为 宜 ) 如 图 所 示 。 4 ,

( ) 酒精 灯加 热 , 热 位置最 好 是 固定在  4用 加

告诉 老师 其中 两个角 的度 数 , 师就 能说 出第 三个 角的 度  老

功与否 的 重要标 准 ,因此 ,针对 学生 实际 ,有必 要分 层指

数  让 学 生动 手量 , 师说 出结 果 , , 老 再让学 生检 验 , 同时 把  所得 到 的每 组 结果 板 书 出来 。让 学 生观 察板 书 ,组织 讨

论 , 能得 到什 么规 律。这 时大 部分 同学 能 归纳 出 三 角  看 形 内角 和是 1 0度 这 一结 论 ,但同 时他们 对这 个 结论 的  8

导 、 层提 问 、 分 分层设 计 练习 、 分层 评价 , 每个学 生都 能  使

体 验成 功 的喜 悦 , 每个 学 生都有 施展 才华 的机 会 , 每  使 使

个 学生 都 能得 到发展 。 以课 堂提 问为例 , 科学 地选 择提 问

对象 , 能使 不 同层 次 的学 生在 回答教 师 提问 的过程 中达 到  教学 目标 。如 教师 怕 在有 限 的时 间 内完 不 成教 学 计划 而

认 识不 深 , 还急 于想 知道这 个结 论是 否正确 。此时 教师 及

时让学 生动 手剪 一剪 , 看剪 下的 三个 内角 能否拼 成 一个 平  角 。通过剪 拼 ,让学 生更 深地认 识 到无论 三角 形的 形状 、   大小、 位置 如何变 , 内角和 总是 10度 。这样 , 本书 上  其 8 原

不 给学 生 充足的 时间 思考 , 问后 立刻 给答 案 , 样做 只  提 这

能 使较 差的 学 生永远 处于 。 陪渎 、 陪听 ’ 。 的地 位 。   根 据 教材 内容的 特点 , 活优选 提 问的程 序 ,是实 施  灵

抽 象的 概念在 学 生动 手操作 实践 的过 程中 得 以掌握 。

。 教一 个人 某门学 科 , 是要 使他 把一 些结 果记 下来 , 不

分 层提 问的有 效 途径 。如有 关集 中思 维 的问题 ( 质 、 性 公

式 、 律的 由来 和法 则的 总结 等 ) 由 于学生 理解 能力 、 定 , 观  察 能力 、 思维 能 力 、 学语 言表 达能 力等 方面的 差异 , 采  数 可

而 是要 教他参 与 知识建 立起 来的过 程 。 教育心 理学 家 布

鲁 纳的 这 一精 辟 论述 充 分肯 定 了学 生在 知 识 探究 过 程中

用  中—— 优—— 差  程序 提问 , 的是让 中等 生 归纳

表  的 目

达, 优等 生补 充 ,学习 基础 差的 学生 复述 。这样 既 能解决  问题 ,又 能使 全体学 生得到 训I 。而发 散性 思 维的 问题 , 练

可 按 差 — — 中 — — 优   程 序 提 问 , 样 肯 定 能 使 每 一 层   的 这

的 主体 地位 , 强调 了发挥 学生 主体 作用 的必 要性 。

三 、 材 施 教 有 利 于 发 挥 学 生 的 主 体 作 用  因

面 向全体 学 生 , 因材 施 教是 主体性 原则 内涵 的 一个重  要 内容 。 课堂 教 学中 学 生学 习的 参与 程 度 是衡 量 教学 成

次 的学 生在 前一 个层 次学 生回答 的基 础上有 所 提高 。