專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液體比熱容的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于比熱容檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液體比熱容的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
比熱容(specific heat capacity)又稱(chēng)比熱容量,簡(jiǎn)稱(chēng)比熱,是使單位質(zhì)量物體改變單位溫度時(shí)的吸收或釋放的內(nèi)能，即單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量。液體比熱容是衡量液體熱力學(xué)性質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的測(cè)量液體比熱容的方法主要為電熱法和比較法。用電熱法測(cè)量液體比熱容，通常采用單量熱器做為加熱裝置。采用電熱法測(cè)量液體比熱容，在測(cè)量過(guò)程中，由于攪拌器的攪拌作用，使得回路中的電流極其不穩(wěn)定，一定程度上影響了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。用比較法測(cè)量液體比熱容時(shí)，為了消除因電阻的不同產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，需要進(jìn)行交換測(cè)量，導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程十分復(fù)雜。針對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量液體比熱容的方法所存在的問(wèn)題，《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》雜志在2011年4月第30卷第4期中，公開(kāi)了一種新型液體比熱容測(cè)量裝置。該液體比熱容測(cè)量裝置包括雙量熱器電橋電路裝置，如

圖1所示，兩個(gè)量熱器的材質(zhì)，所處的外界環(huán)境完全相同，內(nèi)部的電阻絲的電阻分別極為R1和民。以&、1 4、1 5和1^ 3>R/ 4、V 5分別表示可調(diào)電阻箱，以R' Ri 2和1 表示滑線變阻器。其中，&、1 4、1 5與1^ 3、R' 4、R' 5是等價(jià)的。在測(cè)量過(guò)程中，兩個(gè)量熱器內(nèi)分別放入不同質(zhì)量的同種物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，操作人員需要分別記錄初始時(shí)刻和終了時(shí)刻兩個(gè)量熱器系統(tǒng)的輸出電壓值。然后，根據(jù)兩個(gè)時(shí)刻的兩個(gè)量熱器系統(tǒng)的輸出電壓值Up U' ι和U2、U' 2，兩份待測(cè)液體的質(zhì)量ml和m2，以及兩個(gè)量熱器的內(nèi)筒、攪拌器等銅質(zhì)材料的比熱容與質(zhì)量的乘積Dl和D2，計(jì)算得到待測(cè)液體的比熱容。上述技術(shù)方案存在的缺點(diǎn)是第一，無(wú)法排除在實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中電壓和電流波動(dòng)帶來(lái)的影響。由于加熱裝置的電阻值隨溫度變化且又為非線性變化，兩個(gè)量熱器系統(tǒng)的輸出電壓值并不能保證完全按照線性變化，因而僅僅根據(jù)初始時(shí)刻和終了時(shí)刻兩個(gè)量熱器系統(tǒng)的輸出電壓值來(lái)計(jì)算整個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中的發(fā)熱量是不準(zhǔn)確的根據(jù)圖2所示的Π-t(電壓電流乘積與時(shí)間)曲線，該曲線包圍的面積即為熱量Q的準(zhǔn)確數(shù)值。但是上述技術(shù)方案僅僅根據(jù)初始時(shí)刻和終了時(shí)刻兩個(gè)量熱器系統(tǒng)的輸出電壓值(假設(shè)電流不變)計(jì)算得到熱量Q，熱量Q的數(shù)值誤差的大小即為圖2中的斜線所示的誤差面積。第二，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果中，無(wú)法排除兩個(gè)量熱器的內(nèi)筒、攪拌器等銅質(zhì)材料吸取熱量的影響，使得液體比熱容實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的誤差進(jìn)一步增大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的液體比熱容測(cè)量裝置發(fā)熱量測(cè)量不準(zhǔn)確、無(wú)法排除銅質(zhì)材料吸取發(fā)熱量的影響，導(dǎo)致液體比熱容測(cè)量誤差大的技術(shù)問(wèn)題，提出一種發(fā)熱量測(cè)量準(zhǔn)確、可以排除銅質(zhì)材料的比熱容與質(zhì)量的乘積的影響的，液體比熱容的測(cè)量方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下一種液體比熱容的測(cè)量方法，該方法適用的測(cè)量裝置包括相互串聯(lián)的第一量熱器和第二量熱器；該第一量熱器和第二量熱器上分別設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置；該第一量熱器和第二量熱器內(nèi)分別裝有質(zhì)量為M1和Hl2的待測(cè)液體；所述測(cè)量裝置中還設(shè)有數(shù)據(jù)采集器和積分器；在干路上設(shè)有電流采集點(diǎn)，第一量熱器和第二量熱器上的加熱裝置上分別設(shè)有電壓采集點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)采集器可以同時(shí)采集電流采集點(diǎn)，以及第一量熱器和第二量熱器上的電壓采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)；所述積分器可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集器采集到的電流采集點(diǎn)和電壓采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)，利用積分測(cè)量的方法計(jì)算熱量；該方法具體包括以下步驟步驟1:測(cè)量得到一段時(shí)間范圍內(nèi)的第一量熱器的初溫T1和末溫T' i，加熱裝置放出的熱量Q1 ；以及第二量熱器的初溫T2和末溫T，2，加熱裝置放出的熱量Q2 ;加熱裝置放出的熱量Q1和Q2分別由所述積分器計(jì)算得到；利用Q1=(CmAD1) (T'-1\), Q2= (cm2+D2) (T' 2_T2),得到式(a)的一組等式
權(quán)利要求
1.一種液體比熱容的測(cè)量方法，該方法適用的測(cè)量裝置包括相互串聯(lián)的第一量熱器和第二量熱器；該第一量熱器和第二量熱器上分別設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置；該第一量熱器和第二量熱器內(nèi)分別裝有質(zhì)量為M1和Hl2的待測(cè)液體； 其特征在于，所述測(cè)量裝置中還設(shè)有數(shù)據(jù)采集器和積分器；在干路上設(shè)有電流采集點(diǎn)，第一量熱器和第二量熱器上的加熱裝置上分別設(shè)有電壓采集點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)采集器可以同時(shí)采集電流采集點(diǎn)，以及第一量熱器和第二量熱器上的電壓采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)；所述積分器可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集器采集到的電流采集點(diǎn)和電壓采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)，利用積分測(cè)量的方法計(jì)算熱量； 該方法具體包括以下步驟 步驟1:測(cè)量得到一段時(shí)間范圍內(nèi)的第一量熱器的初溫T1和末溫T' i，加熱裝置放出的熱量Q1 ;以及第二量熱器的初溫T2和末溫T' 2，加熱裝置放出的熱量Q2 ;加熱裝置放出的熱量Q1和Q2分別由所述積分器計(jì)算得到；利用 Q1= (CmJD1) (T, !-T1)，Q2= (cm2+D2) (Τ, 2_T2)， 得到式(a)的一組等式
2.如權(quán)利要求1所述的液體比熱容的測(cè)量方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器還可以采集第一量熱器和第二量熱器上的測(cè)溫裝置的溫度信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明的一種液體比熱容的測(cè)量方法包括步驟測(cè)量得到一段時(shí)間范圍內(nèi)的第一量熱器的初溫T1和末溫T′1，加熱裝置放出的熱量Q1；以及第二量熱器的初溫T2和末溫T′2，加熱裝置放出的熱量Q2；得到關(guān)于D1和D2的式(a)的一組等式；加熱裝置放出的熱量Q1和Q2分別由積分器得到；分別改變m1和m2后重復(fù)上述步驟，得到式(a)的另外一組等式；根據(jù)之前得到的式(a)的兩組等式計(jì)算得到D1和D2；將得到D1、D2帶入式(a)，計(jì)算得出待測(cè)液體的比熱c。本發(fā)明的液體比熱容的測(cè)量方法，利用積分器計(jì)算熱量，通過(guò)改變待測(cè)液體的質(zhì)量，既能排除了量熱器本身的內(nèi)筒、攪拌器等銅質(zhì)材料的比熱容和質(zhì)量的乘積的影響，又能準(zhǔn)確記錄加熱裝置放出的熱量Q，極大的提高了液體比熱容測(cè)量的準(zhǔn)確程度。
文檔編號(hào)G01N25/20GK103033533SQ20121054873
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者劉春杰, 劉鐵成, 宋乾, 張瑋 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)