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熱功當量測定 - 改 ! A12 組

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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熱功當量測定 - 改 ! A12 組

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Presentation Transcript

  1. 熱功當量測定-改!A12組 組員:吳昌軒 劉家靖 甘濬豪

  2. 目的: • 　運用電能轉熱能進而測得熱功當量。

  3. 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

  4. 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。

  5. 實驗裝置 直流電源供應器。 熱 電 耦 溫 度 計 卡計(熱水+冷水)

  6. 真‧實驗裝置 ‧ｅｘ‧改 直流電源供應器。 熱 電 耦 溫 度 計 卡計(熱水+冷水) 保麗龍外盒

  7. 實驗裝置

  8. 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)

  9. 數據: 記錄溫度升降

  10. 數據: 記錄溫度升降

  11. 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。

  12. 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。

  13. 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。

  14. 參考資料: 普物實驗室 維基百科

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