估算水的比热容

估算水的比热容

水是比热容最大的物质，我们有没有办法以日常生活中常见的物品，粗略地估算出水的比热呢？

素材

• 电热水壶

• 计时器（秒表、手表、手机、iPad）
  

• 水

实验步骤

简单地说，就是记下烧开一满壶水所用的时间，再根据电热水壶的参数计算水的比热。 观察电热水壶的铭牌，读出标称功率值。（比如1000W、1500W） 读出电热水壶的标称容量。（比如1.2L、4L） 将电热水壶装满水，如果水壶有最大标志位（比如Max），水面应与其对齐。 开始烧水，同时开始计时 到水烧开时停止计时，记下时间

计算方法

按照比热容的定义即可计算出水的比热容：

水吸收的热量是电水壶的功率乘以消耗的时间，$$ΔQ = P \cdot t$$

水的质量是电水壶的容积乘以水的密度，$$m = V \cdot ρ$$

水升高的温度是水的沸点减去水的起始温度，可以以当时的室温代替，$$ΔT = T - T_0$$

水比热的估算公式就是$$C = {{P \cdot t} \over {V \cdot ρ \cdot (T - T_0)}}$$

比如，室温$T_0$=25°C下，用一个1500W、4L的热水壶烧开一满壶水用了16分钟（需要换算成秒），那么估算出水的比热为$$C = {{1500 \times 16 \times 60} \over {4 \times 1 \times (100 - 25)}} = 4800$$

思考

根据你自己估算的比热容，思考下面的问题：

1. 和准确值4200相比，估计值有多少百分比误差？是正还是负的？
2. 这样的估计方法容易产生正的还是负的误差
3. 这些误差由哪些因素引入？哪些是主要因素？如何消除？
4. 如何设计一个更精准的比热测量工具？