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熱功當量測量儀的制作方法

文檔序號:5849844閱讀:497來源:國知局
專利名稱:熱功當量測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型一般涉及一種物理實驗裝置,特別是測量計算熱力學的多個參數(shù)所用
的裝置。
背景技術(shù)
在物理實驗裝置中,尤其是熱力學實驗裝置中,經(jīng)常要涉及測定物質(zhì)的熱功當量 和物質(zhì)的比熱容實驗,也涉及測量熱學系統(tǒng)的散熱系數(shù)及研究其溫升規(guī)律的實驗,通過實 驗裝置獲得一些參數(shù)值,如總熱量Q,加熱裝置所耗去的能量W = Iut,其中I為電流強度, u為電壓,t為加熱時間(單位為秒),以及可用溫度計測出的溫度T,已知物質(zhì)的比熱容C 等,再利用一些熱力學基本規(guī)律公式,通過計算就能獲得所需要的熱學參數(shù)。 公知的實驗儀為電熱法熱功當量測量儀,在一個絕熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置,測 溫裝置,在儀器的附屬裝置中有質(zhì)量計量裝置,以及計量加熱所用電能的電工計量裝置,具 體如圖1所示,M與B分別為量熱器的內(nèi)外兩個圓筒,C為絕緣墊圈,D為絕緣蓋,J為兩個 銅金屬棒,用以引入加熱電流,F(xiàn)是繞在絕緣材料上的加熱電阻絲,G是攪拌器,H為溫度計, E為穩(wěn)壓電源。公知的熱功當量測量儀器主要存在的不足有;第一,電流做功由電阻絲通電 發(fā)熱來實現(xiàn),使用中發(fā)現(xiàn)電阻絲與電極連接處由于接觸電阻大,發(fā)熱多,加上電極與電阻絲 在高溫水中容易氧化,所以電阻絲經(jīng)常被燒斷,由于電極生銹更換電阻絲很困難。第二,儀
器測溫使用的是玻璃溫度計,由于玻璃溫度計刻度密,最小分度是rc,所以讀數(shù)困難并且
誤差較大,特別是測熱學系統(tǒng)的散熱系數(shù)時誤差就更大。第三,加熱時間公知儀器使用的是 秒表計時,計時器沒有和儀器做成一體,管理不方便,讀數(shù)也困難。第四,公知儀器的質(zhì)量測 量使用的是物理天平,天平調(diào)節(jié)困難,質(zhì)量測量時間長。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一個能克服公知技術(shù)缺點,使用更可靠,讀數(shù)更方便, 結(jié)構(gòu)更合理的熱功當量測量及系統(tǒng)散熱系數(shù)測量的測量儀器。 為實現(xiàn)上述目的,本實用新型的方案為在一個絕熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置、測溫 裝置,在儀器的機箱內(nèi)還設(shè)置有質(zhì)量計量裝置,以及計量加熱所用電能的電工計量裝置,其 特別之處在于所述的加熱裝置為高密度的單端加熱管,溫度測量為包括有溫度傳感器的 數(shù)字測溫器,質(zhì)量測量為電子天平,計時為數(shù)字計時器。 上述裝置使加熱功率穩(wěn)定,測量值精度高,同時質(zhì)量測量變得簡單并且準確,儀器 同時將計時器與整個測量儀器做成一體,管理方便,讀數(shù)也容易,從而實現(xiàn)了本實用新型的 目的。 下面結(jié)合圖示及實施例對方案作更詳細的說明。
圖1為公知電熱法熱功當量測量裝置; 圖2為熱功當量測量儀。[0011]具體實施方式如圖2所示,本方案的熱功當量測量裝置包括一個絕熱加熱裝置,其中設(shè)有數(shù)字 溫度計1,高密度的單端加熱管2,攪拌器3,絕緣蓋4,玻璃杯5,絕熱層6,不銹鋼外殼7,需 加熱的水8,測量裝置9(包括數(shù)字式穩(wěn)壓電源,數(shù)字溫度計,電子計時器),電子天平10,量 筒11。數(shù)字溫度計實現(xiàn)數(shù)字測溫,精度比公知儀器更高,測量更方便,電加熱采用高密度的 單端加熱管2實現(xiàn),功率穩(wěn)定系統(tǒng)升溫速度快,儀器使用壽命大大延長,電子計時器與測量 裝置9做成一體管理方便讀數(shù)也容易,用電子天平10稱玻璃杯和水的質(zhì)量方便準確,使用 效果好,量筒11用來測量溫度傳感器寖?nèi)胨械捏w積。 用上述獲得的參數(shù)計算物質(zhì)的熱功當量 1840年焦耳發(fā)現(xiàn),導體內(nèi)通以穩(wěn)定電流后,產(chǎn)生的熱量Q同電流強度I的二次方、 導線電阻R及通電的時間T成正比,即同電流所作的功W成正比 W = JQ (1-1) 比例系數(shù)J表示產(chǎn)生1卡熱量所需作的功,稱熱功當量。 利用上述公式用電熱法測熱功當量 強度為I安培的電流在t秒內(nèi)通過電熱絲,電熱絲兩端的電位差為U伏特。則電 場力做功為 W = IUt (1-2) 這些功全部轉(zhuǎn)化為熱量,此熱量可以用量熱器來測量。設(shè)n^表示絕熱加熱裝置的 玻璃鋼杯5和攪拌器3,Q表示其比熱。m2表示絕熱層6和不銹鋼外殼7的質(zhì)量,G表示其 比熱。1113表示量熱器內(nèi)圓筒中水的質(zhì)量,Q表示水的比熱,V表示溫度計沉入水中的體積, T。表和Tf表示水的初始溫度和終止溫度,那么水由導體發(fā)熱所得的熱量Q為 Q = (mA+m^+mA+O. 46V) (Tf-T0) (1-3)所以,熱功當量 <formula>formula see original document page 4</formula>[0024] J的標準值J。 = 4. 1868焦耳/卡。
權(quán)利要求一種熱功當量測量儀,在一個絕熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置,測溫裝置,在儀器的機箱內(nèi)還設(shè)有質(zhì)量計量裝置,以及計量加熱所用電能的電工計量裝置,其特征在于所述的加熱裝置為高密度的單端加熱管(2),溫度測量包括有溫度傳感器的數(shù)字測溫器,質(zhì)量測量為電子天平,計時為數(shù)字計時器。
專利摘要本實用新型公開了一種熱功當量測量儀,在一個絕熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置,測溫裝置,在儀器的機箱內(nèi)還設(shè)有質(zhì)量計量裝置,以及計量加熱所用電能的電工計量裝置,所述的加熱裝置為高密度的單端加熱管(2),溫度測量包括有溫度傳感器的數(shù)字測溫器,質(zhì)量測量為電子天平,計時為數(shù)字計時器,本實用新型質(zhì)量測量變得簡單準確,將計算器與整個測量儀器做成一體,管理方便,讀數(shù)也容易。
文檔編號G01N25/20GK201535760SQ200920080859
公開日2010年7月28日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者代偉, 陳太紅 申請人:代偉
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