利用混合法測定已知固體的比熱容

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物質升高1℃所需的熱量通常稱為比熱容。為了利用混合法測定已知固體的比熱容，我們將進行並描述本教程中介紹的具體實驗。本教程將幫助您理解混合法在確定固體比熱容中的應用。

比熱容的描述

使用隔熱效能更好的量熱器有利於這些實驗，因為它有助於獲得更準確的結果。以往的實驗觀察到，熱量損失的主要原因是傳導，這通常被認為是實驗誤差。因此，根據這一觀察結果，可以認為，對於當前的比熱測定實驗，必須依賴能量轉換 (Jamei et al. 2021)。

比熱容可以根據實驗測得的水溫變化結果確定，該變化與固體釋放的熱量成正比。

儀器

在開始實驗之前，必須關注實驗所需的材料。所需的儀器包括：夾持器、冷水、兩個半度溫度計、量熱器和沸點計。進行實驗時，還需要記住實驗室所需的安全預防措施以及上述儀器的佈置。

理論

圖1：比熱的測定

量熱器是一種用於測量化學或物理反應中熱流的裝置。另一方面，沸點計可以定義為一種專門用於測定給定海拔高度下液體（如水）沸點的儀器 (Thermtest, 2022)。根據這一概念，實驗的理論評估認為，熱量損失可以表示為水和量熱器獲得的測量熱量的等值。

步驟

想要測量任何固體材料比熱容的學生，需要按照標準程式使用混合法來獲得適當的結果。

• 第一步是確定材料的用途，以測量熱容。由於所給材料如上所述，其可以被稱為特定溫度 (Ncert, 2022)。需要透過以下步驟進行測量：
• 在確定測量熱容所需材料清單和有用理論之後，學生需要適當確定儀器並正確佈置它們。
• 下一步，學生需要將標為 A 和 B 的兩個溫度計放入盛有水的燒杯中，並記錄其讀數。將溫度計放置在 A 點的位置校正為標準點，溫度計的應用可以使 B 點正確 (Sarbu & Dorca, 2019)。在下一階段，學生應將溫度計放入銅管中，該銅管用於管理所含的內部物品。
• 根據現有內容，需要將第二個或 B 溫度計浸入裝有給定粉末的銅管和粉末中。
• 在下一階段，學生需要關閉裝滿水的容器的加熱器 (Hlosta et al. 2020)。需要記錄量熱器蓋上的重量。向容器中加水時，溫度需要設定在 5℃到 8℃之間。
• 在接下來的步驟中，需要緩慢攪拌水，從沸點計向量熱器中加入更多固體形式的物質，並記錄最終溫度。最後一步，取出溫度計將有助於獲得該實驗的最終值。

圖2：測量比熱容的方法

注意事項

為了避免各種型別的誤差，應注意以下事項：

應使用足夠量的固體粉末來覆蓋溫度計的探頭。沸點計中需要加入足夠的水以避免溫度波動。量熱器需要拋光，以避免任何輻射。需要測量水中露點後再放入。

結論

為了確定固體的比熱，本教程包含了理論以及對比熱容的描述。實驗步驟已以易於理解的方式進行了解釋。為了使實驗更易於理解，根據引言中陳述的目標，實驗解釋部分已包含所需的材料。此外，在儀器部分，已經說明進行此類實驗必須使用沸點計和量熱器以及其他材料。此外，本教程還包含一個部分，列出了本實驗所需的注意事項。

常見問題

問1. 為什麼本教程中使用銅製量熱器？

銅的比熱容低，這意味著在熱量轉換過程中，熱量的釋放和吸收量較少。

問2. 測量比熱時有哪些誤差來源？

由於輻射，可能會發生熱量損失。溫度計的燈泡可能沒有完全浸入固體材料中，從而導致一些誤差。

問3. 物質的比熱是多少？

物質在 1 攝氏度時的熱容通常用於確定固體專案的混合法。