靳亚康 范潇帅 张亚萍 郑志佳

(中国石油大学(华东)理学院 山东 青岛 266580)

1 引言

液体比热容作为重要的热力学参量，在生产实践中具有十分重要的作用，例如油气运输等，因此，精确地测量待测液体的比热容则显得尤为重要．液体比热容的测定常用冷却法和电流量热法[1，2]，目前实验室教学中，大多数采用单量热器电热法测量液体比热容，文献[3]改进单量热器为双量热器后，实验精度有所提高，但仍存在耗材多，操作复杂等问题，针对上述情况，经过大量的实验探究，采用以水作为基准物质并结合电压比较法，同时改进双量热器法和水当量法，不仅实验精度有进一步提高，且耗材少，实验操作也有所简化．

2 实验原理

由于双量热器法测量液体比热容存在计算量大、耗费待测液体多、操作复杂等缺陷，本文在大量实验探究的基础上，采用将水作为基准物质来测量液体比热容的水当量法，其实验原理如下．

分别称取质量为m1的待测溶液，质量为m2的水，加入两量热器内筒中，根据焦耳定律，在t时间内电流I通过电阻R1产生的热量为

Q1=I2R1t=U01It

(1)

对于另外一个量热器有类似的表达式

Q2=I2R2t=U02It

(2)

图1 水当量法实验原理示意图

由于两加热电阻串联在电路中，所以电流均为I．

根据比热容的定义有

(3)

同样有

(4)

设量热器内筒、搅拌器和电流导入铜棒的质量之和为mx，比热容为cx[铜质材料的比热容[4]为

cx=0.3873 J/(g·℃)]，则其水当量为[5]

(5)

比较(1)、(3)两式，得

(6)

同样可得

(7)

由式(6)、(7)可得

(8)

实验中保证温度与电桥输出电压间为……