Lab_dot热02

两个物体接触后,最后的温度是多少?

Calorimetry & thermal equilibrium

让两个温度不同的物体通过导热界面交换热量,观察它们怎样接近同一温度,并比较质量、比热和导热速度的影响。

实验观察窗准备就绪

两个均温物体 · 对外绝热 · 不含相变与容器热容量 · 时间轴标实际时间

A 温度—
B 温度—
A 吸收热量—
系统熵变—

测量图

试着观察与解释

  1. 质量相同,末态温度是否一定是初始温度的平均数?
  2. 只改变热导,比较达到平衡的速度与最终温度。
  3. 交换初温,观察热流方向和系统熵变。

实验记录

改变条件后,记录读数并进行比较。

查看物理模型、公式与适用范围

热容量与平衡

每个物体内部视为均温,不向外界散热。比热在所选温度范围内保持不变,不发生相变。

Cᵢ = mᵢcᵢ
Teq = (C₁T₁₀ + C₂T₂₀)/(C₁ + C₂)

传热过程

界面热流正比于温差。两物体的温差指数减小,并始终守恒总能量。

Pheat = G(T₁ − T₂)
τ = [G(1/C₁ + 1/C₂)]⁻¹

熵的变化

熵变计算使用绝对温度。有限温差下的自发热传递使系统总熵增加。

ΔS = C₁ln(T₁/T₁₀) + C₂ln(T₂/T₂₀)
Q₁ + Q₂ = 0

参考:OpenStax · Calorimetry。