比热容的练习题

2024-07-15

比热容的练习题(精选2篇)

比热容的练习题 第1篇

比热容的教学反思

本节课的教学设计设法让学生体会到新旧知识的联系。在设计此课时,我从学过的同一物体温度升高,内能增加。那么,对于不同的物体,升高相同的温度,内能的增加量(吸收的热量)是否相同呢?引入新课;紧接着让学生联系着他们极为熟悉的烧水现象,探究出影响物体吸收热量的多少的两个因素;最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象,这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识,极大激发了学生学习物理的兴趣。

在不违背新课程标准的前提下,在本节课教学过程中,我对教材进行了一系列的创新,如问题的提出方式,探究实验中采用“水浴法”对水和煤油加热等等。这些创新有利于培养学生的兴趣,提高学生的分析问题和解决问题的能力,尤其是用“水浴法”对水和煤油加热,让它们在相同的时间内吸收到相同的热量体现转换法的物理研究问题的思想。

这一节课我一直注重引导所有学生参与到教学活动中来的,学生的活动也比较多,尤其是单个学生的提问,几乎达到学生总数的一半,学生活动面广,活动量大,并且最后的板演,很好的发现并纠正了学生的错误,提醒学生下面的练习中要注意这些问题,效果不错。虽然有些学困生耽误了我一些时间,但能在这么重大的讲课中露面,肯定对他们是一种最大的激励,值了。另外我还采用了生评、师评、师生互评的评价方式,让展示的学生获得了积极的心理体验,从而产生了不断探求新知的强烈愿望。课堂时间安排不合理,导致课堂结构不完整,没有讲完。关键在于探究实验时花费的时间过多,至少耽误了10分钟。这里主要是我我对本部分估计不够,即教材中实验探究“比较不同物质吸热能力”与其前面的“对于不同物质,例如一种是水,一种是食用油,如果它们的质量相同,温度升高的度数也一样,它们吸收的热量是否也相同?”不能衔接。现在反思,当时提出“对于不同物质,例如一种是水,一种是食用油,如果它们的质量相同,温度升高的度数也一样,它们吸收的热量是否也相同?”后,应直接说“下面我们通过实验来验证”,从而直接进行实验,实验做好后,分析质量相等的水和食用油升高相同的温度,水需要吸收的热量多,从而得出水吸热能力强这一结论后,再写出这个探究课题“比较不同物质吸热能力”,就很好地解决了不能衔接的问题。

课堂提问的目的不够明确。在引入新课时,由于语言没组织好,导致提问不明,学生无从回答。

总之,这一节教学让我收获颇多。它暴露了我教学中存在的各种问题的同时,也使我的业务水平在短期内有了一个较大的、快速的提升。

相变储能混凝土比热容的测定研究 第2篇

1 复合相变混凝土试样的制作

1.1 实验材料

水泥:强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥,密度为3.1 g/cm3;细集料砂:取河砂,细度模数为2.5的中砂,密度为2.65 g/cm3,砂率45%;相变材料石蜡:C20~C33,粒径2 mm~3 mm,相变温度在56℃~60℃左右;硅灰粉:外观为灰色或灰白色粉末,硅灰中细度小于1μm的占80%以上,平均粒径在0.1μm~0.3μm,比表面积为:20 m2/g~28 m2/g;减水剂:UC-2缓凝减水剂。

1.2 制作过程

先将相变材料石蜡加热至熔化至80℃~100℃,并充分搅拌使其分散均匀;将称量好的骨料河砂投入搅拌机后,随后投入硅灰、水泥进行干拌;加入适量的水、减水剂、分散剂的混合物快速搅拌均匀;迅速倒入100 mm×100 mm×20 mm和70 mm×70 mm×70 mm模具中压实并刮平;发热反应硬化后脱模,在通风处晾干,得到相变储能混凝土试块[3],其级配比如表1所示。

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2 测试原理及设备

2.1 准稳态法测试材料热物性的实验原理

根据导热理论,对厚度为2δ无限大平板,当其两表面用恒热流密度qw加热一段时间后,平板内的传热从不稳态导热达到准稳态时板内各点温度对时间的变化率是相同的[1],按定义可写出比热容的计算式为:

其中,ρ为试材的密度,为中心面的中心温度变化率,℃/s。

2.2 实验设备

该实验装置主要由加热系统,实验本体,绝热保温层,数据采集系统四个部分组成,如图1所示。其中加热系统主要包括调压器,功率表,片状电加热器,电加热器由直流稳压电源供电,确保加热热流恒定,调节调压器来改变片状加热器的热流,用功率表读出热流值Q。数据采集系统包括热电耦、数据采集仪和电脑,热电耦测量试件上下两表面的温度分别为T1,T2。由计算机采集处理两对热电耦所测量到的温度,且绘制出试材中心面和加热面的温度变化曲线。实验台如图2所示。

2.3 实验步骤

1)搭建试验台,连接线路。安装电加热器、被测试样、绝热保温层、涂抹导热硅胶,确保各部件之间接触良好;2)开启计算机和数据采集仪,扫描和校对热电耦读数,在试验未开始前,所有热电耦的读数应反映的是室内温度,且中心面与加热面温度差小于0.1℃;3)开启电加热器,通过调压器调节电压,加载输入加热功率,监测被测试样表面测温点温度的变化;4)连续观察两对热电耦给出的温度变化曲线,当两条曲线呈直线变化且又相互平行时,表明试材已进入准稳态导热工况,可以对数据进行记录和计算。此时记录加热功率,储存所有热电耦测得的数据;5)试验完成后,关闭稳压电源和数据采集装置,关闭计算机并将调压器的指针归零;6)待前述被测试样和加热器完全冷却至室温,改变加热器输入功率,重复以上步骤,再进行下一测量工况的试验;7)所有试样都测试完毕后,对试验数据进行整理和汇总。

3 数据处理与分析

3.1 固态时相变混凝土的比热容

从图3中可以看出,当相变混凝土试块平均温度较低时,此时试块加热面温度低于石蜡的相变温度,石蜡处于固体状态,比热容随着试块平均温度升高而呈缓慢增大的趋势。

3.2 固液共融区时相变混凝土的比热容

图3显示随着相变混凝土试块加热面温度达到56℃左右,部分石蜡开始融化,相变材料进入固液共融区,混凝土比热容发生突变,并且这种状况维持在一定温度范围内。这是因为石蜡是一种多元混合物,没有熔点尖峰,其相变是发生在一定的温度范围内,在相变过程中它不断的吸收潜热量,这种相变潜热可以认为是在这个相变温度范围内有很大的显热容。

3.3 熔融状态下相变混凝土的比热容

随着试块平均温度的升高,糊状区的两相界面逐渐向试块中心移动,石蜡固相成分不断减少,比热容又逐渐降低。当试块中心面温度达到60℃左右,石蜡全部融化成液态,比热容迅速降低到最低点,此后随着试块的平均温度逐渐升高,比热容又逐渐增加。但从图3中我们可以看出,尽管液态石蜡的比热容要低于固态石蜡,而熔融状态下相变混凝土的比热容却大于固态,这可能是由于温度对相变混凝土比热容的影响要远远大于石蜡相态对此的影响。

4 结语

利用准稳态法测得相变储能混凝土在相变材料凝固状态,熔融状态,以及固液共存状态时的比热容,结果显示:当相变材料处于固态时,比热容随着试块平均温度升高而呈缓慢增大的趋势。进入固液共融区,混凝土比热容在一定温度范围内发生突变,而熔融状态下相变混凝土的比热容却大于固态,其温度对相变混凝土比热容的影响要远远大于石蜡相态对此的影响。

摘要:介绍了利用准稳态法测得相变储能混凝土的比热容,对在相变材料处于凝固状态,熔融状态,以及固液共存状态时比热容随温度的变化情况进行了分析,结果显示:随着温度的升高,相变储能混凝土的比热容逐渐增加,但在进入固液共存区时存在突变的现象,为相关研究奠定基础。

关键词:准稳态法,相变储能混凝土,比热容

参考文献

[1]施明恒,薛宗荣.热工实验的原理和技术[M].南京:东南大学出版社,1992.

[2]顾明伟.泡沫金属内流体相变传热研究及其在太阳能储能中的应用[D].南京:东南大学能源与环境学院硕士学位论文,2010.

[3]张仁元.相变材料与相变储能技术[M].北京:科学出版社,2009.

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