一种固体比热容测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种固体比热容测量装置，包括隔热箱、隔热板、加热板、第一热电偶、热电偶组；隔热箱中装有进行热交换的液体，隔热板设置在隔热箱上且位于液体的上方，隔热板能够自隔热箱中抽离；待测物体设置在隔热板的顶部，第一热电偶设置在待测物体上，加热板设置在隔热箱的顶部对待测物体进行加热；热电偶组设置在隔热箱的下部。测量的整个过程均在隔热箱中进行，提高了测量精度，而且该装置结构简单、操作便捷具有较强的使用和推广价值。

A device for measuring solid specific heat capacity

The utility model discloses a solid specific heat capacity measuring device, which includes a heat insulation box, a heat insulation board, a heating plate, a first thermocouple, a thermocouple group, a heat exchange liquid in the heat insulation box, a heat insulation board on the heat insulation box and above the liquid, and the heat insulation board can be separated from the heat insulation box; the object to be measured is set in the heat insulation box. At the top of the insulation board, the first thermocouple is set on the object to be measured. The heating plate is set at the top of the heat insulation box to heat the measuring object; the thermocouple set is set in the lower part of the insulation box. The whole process of measurement is carried out in the heat insulation box, and the measurement accuracy is improved. Moreover, the device has a simple structure and convenient operation and has a strong use and promotion value.

【技术实现步骤摘要】
一种固体比热容测量装置
本技术属于物理实验仪器领域，涉及一种比热容试验装置，具体为一种固体比热容测量装置。
技术介绍
目前在物理实验中，固体比热容的测试是比较常见的实验，实验一般采用量热器进行比热容的测试，利用热平衡原理进行测量，在绝热容器里高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，然而这种测试方法在热量传递过程中达到热平衡的热交换时间过长，对外散热较多，传热过程中虽经搅拌，温度分布仍不很均匀，造成水温测量不准，使比热容的测量存在较大的误差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种固体比热容测量装置，通过第一热电偶对于水温的变化实时进行检测，第二热电偶设置在待测材料的内部，采集待测材料内部温度的实时变化，从而更加准确的掌握传热过程，并通过采集的数据计算出测量材料的比热容。本技术是通过以下技术方案来实现：一种固体比热容测量装置，包括隔热箱、隔热板、加热板、第一热电偶和热电偶组；其中，隔热箱中装有进行热交换的液体，隔热板设置在隔热箱上且位于液体的上方，隔热板能够自隔热箱中抽离；待测物体设置在隔热板的顶部，第一热电偶设置在待测物体上，加热板设置在隔热箱的顶部对待测物体进行加热；热电偶组设置在隔热箱的下部，且位于溶液中。进一步，所述隔热箱的内底面上设置有至少一个凸块，保证待测物体与溶液充分接触。进一步，所述隔热箱对称的两个侧壁，其中一个侧壁上设置有安装孔，另外一个侧壁的内壁上设置有凹槽；隔热板的端部设置有与凹槽相适配的凸台，隔热板的一端设置在安装孔中，隔热板端部的凸台设置在隔热箱的凹槽中。进一步，所述第一热电偶设置在待测物体的中心。进一步，所述热电偶组包括多个电热偶，多个电热偶设置在隔热箱侧壁的不同高度处。进一步，所述隔热箱中还设置有搅拌装置，用于搅拌溶液，是溶液受热均匀。进一步，所述搅拌装置为搅拌扇，其安装在隔热箱的侧壁上。进一步，还包括数据采集装置和上位机；所述第一热电偶和热电偶组均与采集装置连接，采集单元与上位机连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术提供的一种固体比热容测量装置，通过将待测量物体放置在隔热装置中进行加热，抽离个隔热板，使加热后的物体落入水中，通过待测物体将热量传导给水，使水与待测量物体的温度保持一致，然后计算出测量物体的比热容，整个测量过程均在隔热装置中进行，大大降低了传热的过程，降低了传热过程的热损耗，避免了不必要的热量损失，从而增加了测量结果的准确性。在隔热箱的底部设置凸块，避免物体的底面与隔热箱的底面接触，使加热后的物体充分与水接触，加快热传导过程，减少热量损失，进一步提高测量精度。通过安装孔和凹槽将隔热板固定在隔热箱的中部，该固定装置结构简单，抽离安装便捷。将第一热电偶设置在测量物体的中间，热电偶组测量不同高度的水温，提高了测量的准确性。为了进一步减少热平衡的时间，减少热损失，在隔热箱中设置搅拌扇搅拌水。通过采集装置采集测量物体和水的温度，并将该数据输送给上位机，通过上位机计算出测量物体的比热容，提高了测量的精度和效率。附图说明图1为本技术测量装置的结构示意图。图中：1、隔热箱；2、隔热板；3、测量物体；4、加热板；5、第一热电偶；6、热电偶组；7、采集装置；8、上位机；9、搅拌扇。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。如图1所示，为本技术提供的一种固体比热容测量装置，包括装有水的隔热箱1、隔热板2、加热板4、第一热电偶5、热电偶组6、采集装置7和电脑；其中，隔热箱1为顶端开口的方形箱体，隔热箱1左侧的侧壁上设置有一个矩形的安装孔，隔热箱1右侧的侧壁的内壁上设置有一个条形的凹槽，安装孔和凹槽位于同一水平面且位于水平面的上方；隔热板2的为矩形平板，在隔热板2的端部设置有凸台，该凸台能够安装在侧壁的凹槽中，隔热板2的端部穿过安装孔活动设置在隔热箱上；测量物体3放置在隔热板的顶面上，第一热电偶5埋入在测量物体3的中心位置，加热板4安装在隔热箱的顶部，并将隔热箱封闭。电热偶组6安装在隔热箱1侧壁的下端，测量水的温度；第一热电偶5和电热偶组6均与采集装置7连接，采集装置与电脑连接；箱体的底部还设置有至少一个凸台，放置测量物体3与隔热箱1的底部接触，避免减少热交换面积；搅拌扇9安装隔热箱的内部且位于水中。热电偶组6包括多个电热偶，分别设置隔热箱的不同高度处，测量不同高度水位的温度。下面对本技术提供的一种固体比热容测量装置的测量方法进行详细描述。首先采用天平分别测量水质量M水、测量物体的质量M待测,通过电热偶组6读取水的初始温度T1，设置加热板的温度T2。通过加热板4对测量物体3进行加热，并观察埋于待测物体的第一热电偶温度，待测量物体的温度达到设定温度，随后缓慢抽调隔热板，使测量物体落入水中，并倒在凸槽上，使待测物体的六个面均能与水接触，随后开启搅拌扇工作，使传热过程水温均匀，待第一热电偶5的温度与热电偶组6的温度数值相等时，记录此时的温度T3以及测量物体3落入水中到水与测量物体3温度一致的时间t1。测量物体移出至装置外，同时插上隔热板，加热板再次加热，使隔热板2上层的空气温度达到测量物体3的设定温度，然后抽掉隔热板2，热空气与水进行热交换，经时间t1后测量水的温度T4，测量结束。计算测量物体的比热容C：Q损＝C水m水(T4-T1)；Q损为水与测量物体热交换时，水吸收空气的热量。本技术公开了一种固体比热容测量装置与水浴法测量具有本质的不同，本试验装置采用的是加热待测物体，通过待测物体传热给水，利用待测物体释放的热量等于水吸收的热量这一原理进行测试，经过实验证实，大大降低了传热的过程，降低了传热过程的热损耗，此外，测量过程均在隔热装置中进行，避免了不必要的热量损失，从而增加了测量结果的准确性。另外，隔热装置相比于传统的量热器，避免了在装置上开较大的孔(温度计插孔和搅拌器插孔)，相较于传统量热器采用温度计测量，本装置采用热电偶进行温度的采集，得到瞬时变化，使实验数据观测直接，准确度也得到了较大的提升。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体比热容测量装置，其特征在于，包括隔热箱(1)、隔热板(2)、加热板(4)、第一热电偶(5)和热电偶组(6)；其中，隔热箱(1)中装有进行热交换的液体，隔热板(2)设置在隔热箱(1)上且位于液体的上方，隔热板(2)能够自隔热箱(1)中抽离；待测物体(3)设置在隔热板(2)的顶部，第一热电偶(5)设置在待测物体(3)上，加热板(4)设置在隔热箱(1)的顶部对待测物体(3)进行加热；热电偶组(6)设置在隔热箱(1)的下部，且位于溶液中。

【技术特征摘要】
1.一种固体比热容测量装置，其特征在于，包括隔热箱(1)、隔热板(2)、加热板(4)、第一热电偶(5)和热电偶组(6)；其中，隔热箱(1)中装有进行热交换的液体，隔热板(2)设置在隔热箱(1)上且位于液体的上方，隔热板(2)能够自隔热箱(1)中抽离；待测物体(3)设置在隔热板(2)的顶部，第一热电偶(5)设置在待测物体(3)上，加热板(4)设置在隔热箱(1)的顶部对待测物体(3)进行加热；热电偶组(6)设置在隔热箱(1)的下部，且位于溶液中。2.根据权利要求1所述一种固体比热容测量装置，其特征在于，所述隔热箱(1)的内底面上设置有至少一个凸块，保证待测物体(3)与溶液充分接触。3.根据权利要求1所述一种固体比热容测量装置，其特征在于，所述隔热箱(1)对称的两个侧壁，其中一个侧壁上设置有安装孔，另外一个侧壁的内壁上设置有凹槽；隔热板(2)的端部设置有与凹槽相...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海荣，袁溪伟，刘文佳，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61