液体比热容测定仪主要应用于等院校大学物理实验教学. 仪器的色在于:(1) 采用数字温度计测温,度±0.1℃;(2) 采用数字计时器, 度:0.1s;(3)采用数字电表测电,度:0.001A;(4) 采用数字电压表测电压,度:0.01V; (5) 采用新型量热器;(6) 采用程控电机搅拌.(7)能自动计

比热容是单位质量的物质温度升1℃时需吸收的热量，它的测量是物理学的基本测量之，属于量热学的范畴.量热学在许多域都有广泛应用，别是在新能源的开发和新材料的研制中，量热学的方法是*的.比热容的测量方法很多，有混合法、冷却法、法（用待测比热容与已知比热容得到待测比热容的方法）等.本实验用的是电热法测比热容，它是法的种.各种方法，各具点，但就实验而言，由于散热因素很难控制，不管哪种方法实验的准确度都低.尽管如此，由于它比复杂的理论计算简单、方便，实验还具有实用价值.当然，在实验中行误差分析，找出减小误差的方法是的.

每种物质处于不同温度时具有不同数值的比热容，般地讲，某种物质的比热容数值多在定温度范围内的平均值. 

实验原理

1.基本原理

孤立的热学系统在温度从T₁升到了T₂时的热量Q与系统内各物质的质量m₁，m₂…和比热容c₁，c₂…以及温度变化T₁－T₂有如下关系:

                Q﹦（m₁c₁＋m₂c₂＋…）（T₂－T₁）                          （1）

式中，  m₁c₁，m₂c₂…是各物质的热容量.

在行物质比热容的测量中，除了被测物质和可能用到的水外，还会有其他诸如量热器、搅拌器、温度传感器等物质参加热交换.为了方便，通常把这些物质的热容量用水的热容量来表示.如果用m_x和c_x分别表示某物质的质量和比热容，c表示水的比热容，就应当有m_xc_x﹦c₁ω.式中ω是用水的热容量表示该物质的热容量后“相当”的质量，我们把它称为“水当量”.              

2.实验公式

如图1所示，在量热器中装入质量为m₁，比热容为c₁的待测液体(如水)，当通过电I时，根据焦耳﹣楞次定律，量热器中电阻产生的热量为

                              Q＝IUt                                  (2)

式中，I为电强度，U为电压,t为通电时间.

如果量热器中水（包括量热器及其附件）的初始温度为T₁，在吸收了加热器释放的热量Q后，终了的温度为T₂.m₂为量热器内筒的质量,c₂为铝量热器内筒的比热容,搅拌器和温度传感器等用水当量ω表示，水的比热容为c₁，则有  

                 Q=(c₁m₁+c₂m₂+c₁ω)(T₂-T₁)

             C₁=〔Q/（T₂-T₁）-c₂m₂〕/(m₁+ω)                      （3）

铝在25℃时的比热容C₂为0.216 cal·g^-1·℃^-1(0.904J·g^-1·℃^-1), 水在25℃时的比热容c₁为0.9970cal·g^-1·℃^-1(4.173 J·g^-1·℃^-1).

3．散热修正实验

修正的方法是接通电源后按下加热开关每隔1分钟记次升温过程的温度，测10到15分钟切断电源，然后再每隔1分钟记录次降温过程中的温度，测10到15分钟，并注意在实验的整个过程中要缓慢地用搅拌器搅拌.

用坐标纸作温度﹣时间曲线，纵坐标是温度，其坐标原点不取0℃，可取室温；横坐标是时间，以分钟为单位.曲线ab是升温段，bc是降温段（几乎是直线），见图2. C点用下法确定：取bc段下面阴影分的面积A₂与升温曲线ab下面阴影分的面积A₁相等，则dc﹦Δb即为由于散热而降低的温度，其大小即为所求终点b的温度修正值

理由叙述如下：牛顿冷却定律告诉我们，当个系统温度与环境温度相差不大时，系统所散失的热量与温度差和时间t成正比.换言之，系统散失的热量ΔQ与升温曲线ab所包围的面积成正比，即:

                    ΔQ=K∫_ta^tb(T-T₀)dt

 式中K为散热系数，T为系统的温度，T₀为环境温度（约为系统的初温）.由于我们取A₁﹦A₂，这意味着散失的热量相同，而相同的散失的热量然引起相等的温度下降.这样，延长c至d，由于bc段是降温（自然冷却），降低的温度为dc﹦Δb，显然dc段就反映了bc段所散失的热量相应引起系统温度下降的大小，所以无热损失的终点温度T_f﹦T_b﹢Δb.

水当量的求法:通过公式Q=(c₁m₁+c₂m₂+c₁ω)(T₂-T₁) 在这里把水的比热当成已知量,其余各量都可以直接测量出来,(T₂-T₁)取经过散热修正后的实验数据,通过计算可以把水当量求出来.

待测液体比热容的求法: 把其它待测液体放到的量热器中,在相同的电压,相同的加热时间下 加入相同质量的液体 再通过上述的散热修正实验.把求出来.代入水当量 这里设待测液体的比热容为 通过公式 就可把待测液体的比热容求出来.

四.实验步骤

1．水当量的计算

(1) 在量热器内筒中加水(注意: 水的质量要求能保证加热电阻能浸没到水当中)，把加热电阻浸没在水当中，打开加热开关，连续按下显示键让表头显示出电压值。调节电压调节电位器，使加热电压为12V，然后关闭加热开关.把刚才的水倒出。重新在量热器内筒中加入160g左右的水，用天平称出水的准确质量m₁. 用天平称出量热器内筒质量m₂

(2)  安装好实验装置，温度传感器电缆插头与电缆插座Ⅰ相连, 加热电阻电缆插头与电缆插座Ⅱ相连，

搅拌电机电缆插头与电缆插座Ⅲ相连,打开电源开关，打开搅拌开关，搅拌1分钟后,记下初温T₁，

(3)连续按下显示键、直到显示到计时能，此时，计时对应的示灯会点亮.同时右侧与时间对应的单位S也会点亮.按下启动健,开始计时.同时按下加热开关，(注意:应当按启动健.再快速按下加热开关 在通电过程中要不断搅拌）， 通电快到5分钟后，即刻关闭加热开关（注意：断电后仍要继续搅拌），按下显示健显示出电.(电为按下加热开关到关闭加热开关累计的电值.)待温度不再升时记下它们的末温T₂.并继续观察温度与时间的关系，每1分钟记录1次，记录5—10分钟，计算冷却速度. 终T₂^’= T₂+Δb

注意：连接好所有的连接线以后才能开、关电源.

通过公式计算 把水当量求出来

2．测量液体的比热容

(1) 在量热器内筒中加待测液体(注意: 待测液体的质量要求能保证加热电阻能浸没到待测液体当中)，把加热电阻浸没在液体当中，打开加热开关，连续按下显示键让表头显示出电压值。调节电压调节电位器，使加热电压为12V，然后关闭加热开关.把刚才的液体倒出。重新在量热器内筒中加入160g左右的液体，用天平称出液体的准确质量m_x. 用天平称出量热器内筒质量m₂