普通物理實(shí)驗(yàn)熱學(xué)部分課件

1、普通物理實(shí)驗(yàn)熱學(xué)部分退出進(jìn)入熱學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浗饘俦葻岬臏y(cè)定 金屬線脹系數(shù)的測(cè)定 水的汽化熱的測(cè)定 熱功當(dāng)量的測(cè)定 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定 返 回金屬比熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思 考 題實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)基本的量熱方法混合法。2.測(cè)量金屬的比熱。3.學(xué)習(xí)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)散熱帶來的誤差的修正方法。實(shí)驗(yàn)儀器 量熱器、溫度計(jì)（050，準(zhǔn)確到0.1）、加熱器、待測(cè)金屬塊、細(xì)線、物理天平、秒表、小量筒。實(shí)驗(yàn)原理 mxcx(T3T1)(m0c0C1C2)(T2T3) (1)由此可得金屬塊的比熱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1測(cè)出室溫T1，稱待測(cè)金屬質(zhì)量mx 。 2擦凈量熱器內(nèi)筒，稱量它和攪拌器的質(zhì)量m1,然后倒

2、入高出室溫2030的水，迅速將絕熱蓋蓋好，插入溫度計(jì)和攪拌器，不斷攪動(dòng)攪拌器，并啟動(dòng)秒表，每隔一分鐘讀一次溫度數(shù)值，在混合前可測(cè)讀8次（8分鐘）。 3將系有細(xì)線的金屬塊迅速投入量熱器內(nèi)，使其懸浸在水中，蓋好蓋子，繼續(xù)攪動(dòng)攪拌器，開始每隔25秒記錄一次溫度，2分鐘后，每隔一分鐘記錄一次，共記錄8次。 4取出量熱器的內(nèi)筒,稱其總質(zhì)量并減去m+m1,即為水的質(zhì)量m0。 5用小量筒測(cè)出溫度計(jì)浸入水中的體積V0。數(shù)據(jù)處理思考題 1混合法的理論根據(jù)是什么？ 2分析實(shí)驗(yàn)中哪些因素會(huì)引起系統(tǒng)誤差？測(cè)量時(shí)怎樣才能減小實(shí)驗(yàn)誤差？ 3若采用預(yù)先加熱金屬塊投入低于室溫的水中混合的方法，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和進(jìn)行操作？ 4

3、如果混合前金屬塊和水的溫度都在變化，其初溫怎樣測(cè)量？出現(xiàn)這種情況對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？應(yīng)怎樣避免？金屬線脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思 考 題實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆绽霉飧軛U測(cè)定線脹系數(shù)的方法。實(shí)驗(yàn)儀器 線脹系數(shù)測(cè)定儀（附光杠桿）、望遠(yuǎn)鏡直橫尺、鋼卷尺、蒸汽發(fā)生器、氣壓計(jì)（共用）、溫度計(jì)（50100，準(zhǔn)確到0.1）、游標(biāo)卡尺。實(shí)驗(yàn)原理L=L0（1+t） （1） L=L0（1+t1） （2）L+L= L0（1+t2） （3） （5）L=d h/2D 或者 L=（d2d1）h/2D （6） （7）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1在室溫下，用米尺測(cè)量待測(cè)金屬棒的長(zhǎng)度L三次，取平均值。然后將其插入儀器的大圓柱形筒

4、中。注意，棒的下端要和基座緊密接觸。 2插入溫度計(jì)，小心輕放，以免損壞。 3將光杠桿放置到儀器平臺(tái)上,其后足尖踏到金屬棒頂端,前兩足尖踏入凹槽內(nèi)。平面鏡要調(diào)到鉛直方向。望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺組要置于光杠桿前約1米距離處，標(biāo)尺調(diào)到垂直方向。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，使標(biāo)尺的像最清晰并且與十字叉絲橫線間無視差。記下標(biāo)尺的讀數(shù)d1。 4記下初溫t1后，給儀器通電加熱，待溫度計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定后，記下溫度t2以及望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的相應(yīng)讀數(shù)d2。 5停止加熱。測(cè)出距離D。取下光杠桿放在白紙上輕輕壓出三個(gè)足尖痕跡，用鉛筆通過前兩足痕聯(lián)成一直線，再由后足痕引到此直線的垂線，用標(biāo)尺測(cè)出垂線的距離h。數(shù)據(jù)處理 1把測(cè)得的數(shù)據(jù)代入（7）式，

5、計(jì)算出值。 2將的測(cè)量值與實(shí)驗(yàn)室給出的真值相比較，求出百分誤差。思考題 1本實(shí)驗(yàn)所用儀器和用具有哪些？如何將儀器安裝好？操作時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 2調(diào)節(jié)光杠桿的程序是什么？在調(diào)節(jié)中要特別注意哪些問題？ 3分析本實(shí)驗(yàn)中各物理量的測(cè)量結(jié)果，哪一個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差影響較大？ 4根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件你還能設(shè)計(jì)一種測(cè)量L的方案嗎？水的汽化熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思 考 題實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1利用量熱器測(cè)定在當(dāng)?shù)卮髿鈮合滤序v時(shí)的汽化熱。 2學(xué)會(huì)測(cè)量量熱器的有效熱容量。實(shí)驗(yàn)儀器 蒸汽發(fā)生器、量熱器、溫度計(jì)（050，準(zhǔn)確到0.1）、電子天平（共用）、蒸餾水、膠皮管、秒表、氣壓計(jì)（共用）等。實(shí)驗(yàn)原理Q放mL

6、m1c0(t2t)Q吸(m0c0Ck)(tt1）mLm1c0(t2t) (m0c0Ck) (tt1)L (m0c0Ck) (tt1)m1c0(t2t)/m實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，A為蒸汽發(fā)生器，B為量熱器。經(jīng)加熱從蒸汽發(fā)生器出來的水蒸汽，再經(jīng)蒸汽膠管通入量熱器。 2實(shí)驗(yàn)時(shí)，先稱出空量熱器的質(zhì)量把低于室溫的水倒入瓶?jī)?nèi)，再稱出量熱器和水的總質(zhì)量，從而求得倒入量熱器內(nèi)水的質(zhì)量。 3將裝有蒸餾水的蒸汽發(fā)生器加熱，當(dāng)蒸汽發(fā)生器噴射的蒸汽很猛烈時(shí)，才能把蒸汽通入量熱器內(nèi)，通入蒸汽前，要記下水的初溫t1。 4通入蒸汽后開始計(jì)時(shí)，并用攪拌器緩慢攪動(dòng)。每隔一分鐘測(cè)量一次水溫，并記下數(shù)據(jù)。當(dāng)水溫升高到室溫以

7、上時(shí)，撥出插入量熱器內(nèi)的蒸汽管，停止向水中通入蒸汽繼續(xù)攪動(dòng)筒內(nèi)的水，記下最高溫度t以及通入蒸汽的總時(shí)間。 5稱出量熱器和水的總質(zhì)量，求出輸入筒中水蒸汽和水的總質(zhì)量。 6考慮到通入量熱器內(nèi)的水蒸汽可能帶入少量的水滴，這部分小水滴的凝結(jié)熱卻散失在筒外，因此需要對(duì)此進(jìn)行修正。修正的辦法是將插入量熱器內(nèi)的蒸汽管子撥出后水平置于一小燒杯的上方，接取和在實(shí)驗(yàn)中通蒸汽所用相同時(shí)間內(nèi)噴出的小水滴，并稱其質(zhì)量可得到修正后水蒸汽的質(zhì)量。數(shù)據(jù)處理 自擬數(shù)據(jù)記錄表格。將表中數(shù)據(jù)代入公式，算出水在沸點(diǎn)溫度時(shí)的汽化熱值。思考題 1實(shí)驗(yàn)開始時(shí)就將蒸汽過濾器和量熱器連接起來是否可以？為什么？ 2進(jìn)入量熱器中的水蒸汽混入一些水

8、滴時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？應(yīng)該怎樣進(jìn)行修正？ 3本實(shí)驗(yàn)中量熱器也不是一個(gè)完善的絕熱系統(tǒng)，其散熱的影響應(yīng)該如何消除？熱功當(dāng)量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思 考 題實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究機(jī)械功與熱量的轉(zhuǎn)換，測(cè)定熱功當(dāng)量。實(shí)驗(yàn)儀器 熱功當(dāng)量測(cè)定儀、溫度計(jì)、天平、量簡(jiǎn)。實(shí)驗(yàn)原理A=JQ （1） A2rmgn （2） Q=(m0c0+m1c1+m2c2+0.46V) t （3） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1調(diào)試儀器。先在內(nèi)杯E中盛水約大半杯。內(nèi)外杯E、D間涂有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油，防止二杯表面直接接觸，遭受損傷，調(diào)整繞線的高低與圓盤保持在同一水平面內(nèi)，并與圓盤邊緣相切。增減鉤碼和調(diào)整轉(zhuǎn)速使鉤碼靜止不動(dòng)。 2調(diào)試完畢后，取

9、下內(nèi)外杯，倒去內(nèi)杯的水并擦凈。再在內(nèi)外杯間涂少量潤(rùn)滑油，用天平稱出質(zhì)量m1及攪拌器的質(zhì)量m2。把低于室溫約23的水倒入內(nèi)杯中，水面距杯口約1cm左右，稱出總質(zhì)量m，則水的質(zhì)量m=m(mm)。 3裝好儀器，記下水的初溫t0及計(jì)數(shù)器的初始讀數(shù)n1。 4記下鉤碼質(zhì)量。轉(zhuǎn)動(dòng)外杯待水溫升高到比室溫高出約23時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并記下記數(shù)器的讀數(shù)n2，則nn2n1，用攪拌器繼續(xù)攪拌，讀出溫度計(jì)指示的最高溫度t1，則溫差tt1t0。 5測(cè)出圓盤直徑，溫度計(jì)浸入水中的體積V以cm3為單位。數(shù)據(jù)處理 1根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)及由物性表中查得的比熱值，代入（4）式中，求出熱功當(dāng)量的數(shù)值。2查出熱功當(dāng)量的標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計(jì)算相

10、對(duì)誤差思考題 1在外杯轉(zhuǎn)動(dòng)一些時(shí)間后，摩擦?xí)p小，必須調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。為什么摩擦?xí)p??？又為什么必須調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速？ 2為什么停轉(zhuǎn)以后系統(tǒng)溫度還會(huì)不斷升高？為什么在系統(tǒng)溫度到達(dá)最高后再冷卻一會(huì)兒才開始記t。 3系統(tǒng)溫度t選多少較好？如何測(cè)準(zhǔn)它？ 4環(huán)境溫度應(yīng)如何測(cè)量？在什么地方測(cè)量？測(cè)多少次較好？如t的測(cè)量誤差為1，對(duì)結(jié)果會(huì)有多大影響？液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思 考 題實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1用拉脫法測(cè)定室溫下水的張力系數(shù)。 2學(xué)會(huì)用焦利氏秤測(cè)量微小力的方法。實(shí)驗(yàn)儀器 焦利氏秤、砝碼、燒杯、溫度計(jì)、酒精燈、蒸餾水、游標(biāo)卡尺。實(shí)驗(yàn)原理 f =L （1） Fmgf （2） （3） 實(shí)

11、驗(yàn)內(nèi)容 2測(cè)量彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K。依次將質(zhì)量為1.0g，2.0g，3.0g，9.0g的砝碼加在下盤內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕E， 每次都重新使三線對(duì)齊，分別記下游標(biāo)0線所指示的B桿上的讀數(shù)L、L、Ln，用逐差法求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)。=（K1K2K5）/ 5 （5） 3測(cè)（Fmg）值。將金屬片（常用金屬絲形框）仔細(xì)擦洗干凈，此時(shí)有放在酒精燈上烘烤一下。然后把它掛在砝碼盤下端的小鉤上，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕E使三線對(duì)齊，記下此時(shí)游標(biāo)0線指示的B桿上讀數(shù)S。將盛有蒸餾水的燒杯置于平臺(tái)H上，調(diào)節(jié)平臺(tái)位置，使金屬片浸入水中，轉(zhuǎn)動(dòng)H下端螺絲S使H緩緩下降，由于水的表面張力作用，上面已調(diào)好的三線對(duì)齊狀態(tài)受到破壞，需要重新調(diào)整使三線對(duì)齊。然后再使H下降一點(diǎn)，重復(fù)剛才的調(diào)節(jié)，直到H稍一下降，金屬片脫出液面為止，記下此時(shí)游標(biāo)0線所指示的B桿上讀數(shù)S，算出（SS）值，即為在表面張力作用下，彈簧的伸長(zhǎng)量，重復(fù)測(cè)量五次，求出（SS）的平均值此時(shí)有式中為（5）式所示彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，將（6）代入（3）式可得 數(shù)據(jù)處理 自擬表格記錄數(shù)據(jù)，并根