水比热与沙比热

问题

如何观察和测量不同物质的比热?

材料

• 台灯
• 盒子
• 美工刀或剪刀
• 2个非纸杯
• 2个温度计
• 沙子
• 水

过程

1. 找个大人帮你切掉盒子的一边。你要把灯的热能尽可能地封闭在你的实验区域内。
2. 一个杯子装满沙子，另一个杯子装满水，保持室温。
3. 把杯子并排放在盒子底部。
4. 把灯放在盒子后面，倾斜灯头，这样当你打开灯时，光线就会照向杯子。灯泡与每个杯子之间的距离应该相等。为什么这很重要?
5. 先别开灯。
6. 将温度计放入沙子中约一英寸处。将第二个温度计放入水中约一英寸。
7. 将沙子和水的初始温度记录在类似于下面的数据表中。

8. 打开灯。
9. 每两分钟记录一次沙子和水的温度，持续至少20分钟。小心别让杯子在灯泡下融化。如果温度看起来变化不大，试着把灯移到离杯子更近的地方，或者使用功率更高的灯泡。

结果

沙子变暖的速度比水快。

为什么?

重要的是要确保光与沙子和水的距离相同，因为你希望每个杯子都能从光中接收到相同的能量。这是一个控制实验，你唯一想测试的变量就是杯子里的物质类型。沙子变热更快的部分原因是沙子的比热比水的比热低。这就是为什么改变温度需要更少的光能。

要进一步

还有哪些性质决定了物质加热的速度?用浅色和深色的岩石或不同类型的液体做同样的实验。你也可以反过来做这个实验，测量不同物质随着时间的推移是如何冷却的。