专利名称：一种液体比热容的测量方法
技术领域：
本发明属于比热容检测的技术领域，具体涉及一种液体比热容的测量方法。
背景技术：
比热容(specific heat capacity)又称比热容量,简称比热,是使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能，即单位质量物质的热容量。液体比热容是衡量液体热力学性质的一项重要指标。传统的测量液体比热容的方法主要为电热法和比较法。用电热法测量液体比热容，通常采用单量热器做为加热装置。采用电热法测量液体比热容，在测量过程中，由于搅拌器的搅拌作用，使得回路中的电流极其不稳定，一定程度上影响了测量结果的准确度。用比较法测量液体比热容时，为了消除因电阻的不同产生的系统误差，需要进行交换测量，导致测量过程十分复杂。针对传统的测量液体比热容的方法所存在的问题，《实验室研究与探索》杂志在2011年4月第30卷第4期中，公开了一种新型液体比热容测量装置。该液体比热容测量装置包括双量热器电桥电路装置，如
图1所示，两个量热器的材质，所处的外界环境完全相同，内部的电阻丝的电阻分别极为R1和民。以&、1 4、1 5和1^ 3>R/ 4、V 5分别表示可调电阻箱，以R' Ri 2和1 表示滑线变阻器。其中，&、1 4、1 5与1^ 3、R' 4、R' 5是等价的。在测量过程中，两个量热器内分别放入不同质量的同种物质同时进行测量，操作人员需要分别记录初始时刻和终了时刻两个量热器系统的输出电压值。然后，根据两个时刻的两个量热器系统的输出电压值Up U' ι和U2、U' 2，两份待测液体的质量ml和m2，以及两个量热器的内筒、搅拌器等铜质材料的比热容与质量的乘积Dl和D2，计算得到待测液体的比热容。上述技术方案存在的缺点是第一，无法排除在实验测量过程中电压和电流波动带来的影响。由于加热装置的电阻值随温度变化且又为非线性变化，两个量热器系统的输出电压值并不能保证完全按照线性变化，因而仅仅根据初始时刻和终了时刻两个量热器系统的输出电压值来计算整个实验测量过程中的发热量是不准确的根据图2所示的Π-t(电压电流乘积与时间)曲线，该曲线包围的面积即为热量Q的准确数值。但是上述技术方案仅仅根据初始时刻和终了时刻两个量热器系统的输出电压值(假设电流不变)计算得到热量Q，热量Q的数值误差的大小即为图2中的斜线所示的误差面积。第二，实验测量结果中，无法排除两个量热器的内筒、搅拌器等铜质材料吸取热量的影响，使得液体比热容实验测量结果的误差进一步增大。
发明内容
为了解决现有技术中的液体比热容测量装置发热量测量不准确、无法排除铜质材料吸取发热量的影响，导致液体比热容测量误差大的技术问题，提出一种发热量测量准确、可以排除铜质材料的比热容与质量的乘积的影响的，液体比热容的测量方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下一种液体比热容的测量方法，该方法适用的测量装置包括相互串联的第一量热器和第二量热器；该第一量热器和第二量热器上分别设有加热装置和测温装置；该第一量热器和第二量热器内分别装有质量为M1和Hl2的待测液体；所述测量装置中还设有数据采集器和积分器；在干路上设有电流采集点，第一量热器和第二量热器上的加热装置上分别设有电压采集点；所述数据采集器可以同时采集电流采集点，以及第一量热器和第二量热器上的电压采集点的数据；所述积分器可根据所述数据采集器采集到的电流采集点和电压采集点的数据，利用积分测量的方法计算热量；该方法具体包括以下步骤步骤1:测量得到一段时间范围内的第一量热器的初温T1和末温T' i，加热装置放出的热量Q1 ；以及第二量热器的初温T2和末温T，2，加热装置放出的热量Q2 ;加热装置放出的热量Q1和Q2分别由所述积分器计算得到；利用Q1=(CmAD1) (T'-1\), Q2= (cm2+D2) (T' 2_T2),得到式(a)的一组等式
权利要求
1.一种液体比热容的测量方法，该方法适用的测量装置包括相互串联的第一量热器和第二量热器；该第一量热器和第二量热器上分别设有加热装置和测温装置；该第一量热器和第二量热器内分别装有质量为M1和Hl2的待测液体； 其特征在于，所述测量装置中还设有数据采集器和积分器；在干路上设有电流采集点，第一量热器和第二量热器上的加热装置上分别设有电压采集点；所述数据采集器可以同时采集电流采集点，以及第一量热器和第二量热器上的电压采集点的数据；所述积分器可根据所述数据采集器采集到的电流采集点和电压采集点的数据，利用积分测量的方法计算热量； 该方法具体包括以下步骤 步骤1:测量得到一段时间范围内的第一量热器的初温T1和末温T' i，加热装置放出的热量Q1 ;以及第二量热器的初温T2和末温T' 2，加热装置放出的热量Q2 ;加热装置放出的热量Q1和Q2分别由所述积分器计算得到；利用 Q1= (CmJD1) (T, !-T1)，Q2= (cm2+D2) (Τ, 2_T2)， 得到式(a)的一组等式
2.如权利要求1所述的液体比热容的测量方法，其特征在于，所述数据采集器还可以采集第一量热器和第二量热器上的测温装置的温度信号。
全文摘要
本发明的一种液体比热容的测量方法包括步骤测量得到一段时间范围内的第一量热器的初温T1和末温T′1，加热装置放出的热量Q1；以及第二量热器的初温T2和末温T′2，加热装置放出的热量Q2；得到关于D1和D2的式(a)的一组等式；加热装置放出的热量Q1和Q2分别由积分器得到；分别改变m1和m2后重复上述步骤，得到式(a)的另外一组等式；根据之前得到的式(a)的两组等式计算得到D1和D2；将得到D1、D2带入式(a)，计算得出待测液体的比热c。本发明的液体比热容的测量方法，利用积分器计算热量，通过改变待测液体的质量，既能排除了量热器本身的内筒、搅拌器等铜质材料的比热容和质量的乘积的影响，又能准确记录加热装置放出的热量Q，极大的提高了液体比热容测量的准确程度。
文档编号G01N25/20GK103033533SQ20121054873
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者刘春杰, 刘铁成, 宋乾, 张玮 申请人:吉林大学