CN202903710U - 一种新型比热容测定仪 - Google Patents
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Abstract
一种比热容测定仪，由加热块、承物盘、保温筒、加热台等主要部件组成。用混合法测量液体或固体的比热容。通过改变待测液体质量和形状，在高低温物体上分别设置温度传感器等办法，大幅度缩短热交换时间以减少对外散热总量，并避免了一些难以估算的热损失。从而大大提高了实验精度和稳定性，并增加了实验内容。
Description
技术领域
本实用新型涉及以混合法测定固体或液体比热容的仪器装置，尤其是使用于物理实验的仪器装置。
背景技术
采用混合法测定固体或液体比热容的仪器，目前使用最普遍的是量热器。量热器由保温筒、內筒、温度计、搅拌器等组成。利用热平衡原理进行测量。在绝热容器内，高温物体放出的热等于低温物体吸收的热量。在保温筒内，以已知比热容的水作为低温物体，投入高温物体(铅粒或铜块)，当系统达到热平衡时，即可求出高温物体的比热容。由于仪器达到热平衡的热交换时间过长，对外散热较多；保温筒和内筒等吸热较大，使热损失增加；水的导热性较差，吸热后虽经搅拌，温度分布仍不很均匀，造成水温测量不准；还有些较大的热损失(如高温物体入水之前的散热损失)难以估算。以上这些原因，导致学生实验结果往往误差过大，难以满足教学需要。
发明内容
本实用新型设想通过减少水的质量和改变水的形状以减少热交换时间，从而降低散热损失，同时改善水的温度分布均匀性，以便准确测定水温；设想采用导热性能良好的金属材料作为高温物体，同时分别在高、低温物体上设置温度传感器，实时测量和显示高、低温物体的温度，从而便于估算热损失。且为大幅度增加实验内容提供了可能。
本实用新型仪器主体部分如图1所示，由加热块(3)、承物盘(5)、保温筒(6)等主要部件组成。加热块和承物盘由同一种导热性能良好的金属材料构成，其内部分别设置温度传感器。加热块顶部有提手(1)，保温筒盖(2)松套在提手上，提手、保温筒、保温筒盖皆由隔热材料构成。加热块、承物盘与保温筒之间留有间隙，利用空气提升隔热效果。实验时，承物盘内放入已知质量的一薄层水，它们作为低温物体。加热块作为高温物体，在另置的加热器上加热后，置于承物盘沿，上下盖合，将水包裹于中。其中心凸起部分与水接触，大部分热量由此直接传输给水，另有部分热量则通过承物盘盘沿和盘面传输给水。保温筒盖此时与保温筒闭合以隔热。温度显示器则始终显示高、低温物体的温度。当高、低温物体的温度一致后，继续观测温度的下降状况，可据此估算系统对外界的散热损失。测得高温物体(加热块)和与之相同材质的承物盘的比热容后，在承物盘内放入其它液态或固态物质，可用同样方法测出其比热容。
本实用新型主要特点：1、达到热平衡时间大幅减少，使系统对外界的散热损失随之明显 降低。2、对一薄层水的两面同时进行较均匀的热交换，使得水温的分布均匀性良好，水温测量准确度得到显著提高。3、加热块内设置温度传感器，可即时记录温度，避免了其由加热器到保温筒的路途中产生的较大的又难以估算的热损失。4、采用两个温度传感器同时显示高、低温物体的温度，使本仪器在高、低温物体温度未达到一致之前，也能根据高、低温物体各自的温度变化，计算出物体的比热容。由于以上特点，使本仪器的测量精度大为提高，误差一般不大于5％，测试结果相当稳定。且实验内容也可增加。
附图说明
附图1为仪器主体剖面图。
附图标注：1是加热块提手；2是保温筒盖；3、加热块；4、液体、5、承物盘；6、保温筒。
具体实施方式
以铝或铝合金制作加热块和承物盘。承物盘深度不大于20mm以保证液体较簿，内部温度分布均匀。以有机玻璃制作保温筒和保温筒盖，达到良好的绝热效果。另设一加热台，对加热器进行加热。将已知重量的水倒入置放在保温筒内的承物盘。待加热块达到预定温度，关掉加热开关，将其提起，置于承物盘上方。记下加热块和承物盘合到一起前一瞬间各自的温度，然后将两者合到一起。以后每隔一定时间(如10秒)记录一次加热块和承物盘的温度。两者温度达到一致时，即以此温度作为系统的平衡温度。再延续纪录温度3-5分钟以估算系统对外散热量。如果跟计算机联机，则可连续地显示出高、低温物体的温度变化曲线，清楚地显示出热交换过程中各方的温度随时间的变化状况。测得加热块和承物盘的比热容后，可用同样方法测其它液态或固态物质的比热容。
Claims (5)
1.一种比热容测定仪，由加热块(3)、承物盘(5)、加热台、保温筒(6)等主要部件组成，加热块、承物盘置于直立的保温筒中；其特征是热交换时，加热块和承物盘上下盖合，将低温物体包裹于其中。
2.根据权利要求1所述的一种比热容测定仪，其特征是加热块(3)和承物盘(5)由铝或铝合金材料构成。
3.根据权利要求1所述的一种比热容测定仪，其特征是保温筒(6)由有机玻璃材料构成。
4.根据权利要求1所述的一种比热容测定仪，其特征是加热块(3)和承物盘(5)内都分别设置有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种比热容测定仪，其特征是承物盘(5)深度不超过20mm。
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| CN2012201149838U CN202903710U (zh) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 一种新型比热容测定仪 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103837567A (zh) * | 2014-02-25 | 2014-06-04 | 浙江大学 | 能自平衡加压的液体比热容测量装置及方法 |
| CN109374674A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-22 | 华侨大学 | 一种智能固体比热容测量仪 |
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| CN103837567B (zh) * | 2014-02-25 | 2016-01-20 | 浙江大学 | 能自平衡加压的液体比热容测量装置及方法 |
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