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熱功當量測定 - 改 ! A12 組

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熱功當量測定 - 改 ! A12 組 - PowerPoint PPT Presentation


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熱功當量測定 - 改 ! A12 組. 組員 : 吳昌軒 劉家靖 甘濬豪. 目的 :  運用電能轉熱能進而測得熱功當量。. 原理 : 1. 熱容 (C)= 某物之比熱 × 某物之質量。 2. 能量守恆定理,當我們對一個物體做功,而功完全轉換成內能時可得到一關係式 。 (1)

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Presentation Transcript
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熱功當量測定-改!A12組

組員:吳昌軒

劉家靖

甘濬豪

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目的:

  •  運用電能轉熱能進而測得熱功當量。
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原理:

1.熱容(C)=某物之比熱×某物之質量。

2.能量守恆定理,當我們對一個物體做功,而功完全轉換成內能時可得到一關係式 。 (1)

3.如果系統是由不同比熱 及質量 ,那要升高 所需的 (2)

4.外界對此系統做功 W,可使系統由 上升到 ,

由(2)式帶入(1)式中可得此關係式

5.牛頓冷卻定律:一冷卻物體之冷卻速率與「該物體溫度與室

 溫之溫差」成正比

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先測定系統(卡計)的熱容,最後要加回某些被卡計吸收的能量。先測定系統(卡計)的熱容,最後要加回某些被卡計吸收的能量。

把水裝入絕熱裝置中,然後用直流電供應器對系統做功。

  • 方法

統整資料並帶入原理就可得熱功當量。

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實驗裝置

直流電源供應器。

卡計(熱水+冷水)

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真‧實驗裝置 ‧ex‧改

直流電源供應器。

卡計(熱水+冷水)

保麗龍外盒

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數據:

  • 熱容:

將這些數據代入

  可得到熱容為29.218(J/g × ℃)

(P.S.因為做時先放熱水所以公式本身可不變,但如果是先加冰水,

那就必須要改變一下公式)

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數據:

記錄溫度升降

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數據:

記錄溫度升降

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結論:

實驗最後將數據代入 ,進而求出熱功當量 =4.82(J/cal),而相對於理論值4.18所測得的誤差是約15 %。

在此實驗中需根據牛頓散熱定律

 對溫度作微調。

但是由於環境的受光與通風因素等太多變因可以影響末溫,由此我們懷疑牛頓冷卻定律的正確性。

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結論:

  • 而在我們設想的狀況下,完全絕熱的環境將不需要利用牛頓冷卻定律來修正末溫。
  • 修正後熱功當量4.82(J/cal)(誤差15%)較原本未利用公式導正之前之熱功當量5.27(J/cal)(誤差26% )更加接近理論值。
  • 由此我們得到,牛頓冷卻定律在一個有簡單隔熱裝置(傳導、對流)的器材當中在修正部分也是有一定修正性的。
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結論:

  • 而在實驗中無心插柳柳橙汁的是,利用這樣隔熱的方法,我們有效阻絕了風,冷氣等等外在的氣流因素來影響我們的實驗過程。換句話說,我們的加熱過程以及散熱過程變得相當穩定。
  • 雖然誤差較上次實驗的3.34(J/cal)(20%誤差)減少了5%誤差,變成4.82(J/cal)(誤差15%) (而且是逆向),但是穩定的實驗過程變成我們這次改進實驗所得到的最大成效。
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參考資料:

普物實驗室

維基百科