專利名稱：熱功當量測量儀的制作方法
技術領域：
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所用
的裝置。
背景技術：
在物理實驗裝置中，尤其是熱力學實驗裝置中，經常要涉及測定物質的熱功當量 和物質的比熱容實驗，也涉及測量熱學系統的散熱系數及研究其溫升規律的實驗，通過實 驗裝置獲得一些參數值，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，已知物質的比熱容C 等，再利用一些熱力學基本規律公式，通過計算就能獲得所需要的熱學參數。 公知的實驗儀為電熱法熱功當量測量儀，在一個絕熱容器內設置有加熱裝置，測 溫裝置，在儀器的附屬裝置中有質量計量裝置，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 發熱來實現，使用中發現電阻絲與電極連接處由于接觸電阻大，發熱多，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，所以讀數困難并且
誤差較大，特別是測熱學系統的散熱系數時誤差就更大。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，讀數也困難。第四，公知儀器的質量測 量使用的是物理天平，天平調節困難，質量測量時間長。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一個能克服公知技術缺點，使用更可靠，讀數更方便， 結構更合理的熱功當量測量及系統散熱系數測量的測量儀器。 為實現上述目的，本實用新型的方案為在一個絕熱容器內設置有加熱裝置、測溫 裝置，在儀器的機箱內還設置有質量計量裝置，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 數字測溫器，質量測量為電子天平，計時為數字計時器。 上述裝置使加熱功率穩定，測量值精度高，同時質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，讀數也容易，從而實現了本實用新型的 目的。 下面結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，其中設有數字 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(包括數字式穩壓電源，數字溫度計，電子計時器)，電子天平10，量 筒11。數字溫度計實現數字測溫，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，功率穩定系統升溫速度快，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也容易，用電子天平10稱玻璃杯和水的質量方便準確，使用 效果好，量筒11用來測量溫度傳感器寖入水中的體積。 用上述獲得的參數計算物質的熱功當量 1840年焦耳發現，導體內通以穩定電流后，產生的熱量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J表示產生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) 這些功全部轉化為熱量，此熱量可以用量熱器來測量。設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的質量，G表示其 比熱。1113表示量熱器內圓筒中水的質量，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。
權利要求一種熱功當量測量儀，在一個絕熱容器內設置有加熱裝置，測溫裝置，在儀器的機箱內還設有質量計量裝置，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字測溫器，質量測量為電子天平，計時為數字計時器。
專利摘要本實用新型公開了一種熱功當量測量儀，在一個絕熱容器內設置有加熱裝置，測溫裝置，在儀器的機箱內還設有質量計量裝置，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字測溫器，質量測量為電子天平，計時為數字計時器，本實用新型質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 優先權日2009年5月14日
發明者代偉, 陳太紅 申請人:代偉