熱功當量測定-改! A12組 組員:吳昌軒 劉家靖 甘濬豪
目的: 運用電能轉熱能進而測得熱功當量。
原理: 1.熱容(C)=某物之比熱× 某物之質量。 2.能量守恆定理，當我們對一個物體做功，而功完全轉換成內能時可得到一關係式 。 (1) 2.能量守恆定理，當我們對一個物體做功，而功完全轉換成內能時可得到一關係式 。 (1) 3.如果系統是由不同比熱 及質量 ，那要升高 所需的 (2) 4.外界對此系統做功 W，可使系統由 上升到 ， 由(2)式帶入(1)式中可得此關係式 5.牛頓冷卻定律:一冷卻物體之冷卻速率與「該物體溫度與室 溫之溫差」成正比
方法 先測定系統(卡計)的熱容，最後要加回某些被卡計吸收的能量。 把水裝入絕熱裝置中，然後用直流電供應器對系統做功。 統整資料並帶入原理就可得熱功當量。
實驗裝置 直流電源供應器。 熱 電 耦 溫 度 計 卡計(熱水+冷水)
真‧實驗裝置 ‧ｅｘ‧改 直流電源供應器。 熱 電 耦 溫 度 計 卡計(熱水+冷水) 保麗龍外盒
實驗裝置
數據: 熱容: 將這些數據代入 可得到熱容為29.218(J/g × ℃) (P.S.因為做時先放熱水所以公式本身可不變，但如果是先加冰水， 那就必須要改變一下公式) 溫高的水質量M(g) 146.2 溫低的水質量m(g) 147.72 溫高的水溫 (℃) 52.1 溫低的水溫 (℃) 17.1 混合後系統溫度 (℃) 36.1
數據: 記錄溫度升降 時間t(m) 3 6 9 12 15 溫度T(°C) 17.1 18.2 21.6 25.7 31.0 35.7 18 3 6 9 12 15 溫度T(°C) 17.1 18.2 21.6 25.7 31.0 35.7 18 21 24 27 30 39.0 43.6 48.3 52.1 55.6 時間t(m) 33 34.5 36 37.5 39 40.5 溫度T(°C) 58.5 58.1 57.6 57.2 56.7 56.2 42 43.5 45 46.5 48 49.5 55.6 55.2 54.6 54.2 53.6 53.2 51 52.5 54 52.9 52.4 51.8
數據: 記錄溫度升降
實驗最後將數據代入 ，進而求出熱功當量 =4.82(J/cal)，而相對於理論值4.18所測得的誤差是約15 ％。 結論: 實驗最後將數據代入 ，進而求出熱功當量 =4.82(J/cal)，而相對於理論值4.18所測得的誤差是約15 ％。 在此實驗中需根據牛頓散熱定律 對溫度作微調。 但是由於環境的受光與通風因素等太多變因可以影響末溫，由此我們懷疑牛頓冷卻定律的正確性。
結論: 而在我們設想的狀況下，完全絕熱的環境將不需要利用牛頓冷卻定律來修正末溫。 修正後熱功當量4.82(J/cal)（誤差15%）較原本未利用公式導正之前之熱功當量5.27(J/cal)（誤差26% ）更加接近理論值。 由此我們得到，牛頓冷卻定律在一個有簡單隔熱裝置（傳導、對流）的器材當中在修正部分也是有一定修正性的。
結論: 而在實驗中無心插柳柳橙汁的是，利用這樣隔熱的方法，我們有效阻絕了風，冷氣等等外在的氣流因素來影響我們的實驗過程。換句話說，我們的加熱過程以及散熱過程變得相當穩定。 雖然誤差較上次實驗的3.34(J/cal)（20%誤差）減少了5％誤差，變成4.82(J/cal)（誤差15%） （而且是逆向），但是穩定的實驗過程變成我們這次改進實驗所得到的最大成效。
參考資料: 普物實驗室 維基百科