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1、普物實驗(三)課程介紹普通物理實驗(二),開設(shè)了測量固體、液體和氣體熱學(xué)性質(zhì)等基礎(chǔ)熱學(xué)實驗內(nèi)容。通過實驗使學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣,掌握基本實驗技能,主要要求為:1.熟悉熱學(xué)實驗的特點熱學(xué)是以物質(zhì)的熱運動以及熱運動與其他運動形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律為研究對象的一門學(xué)科,簡單說就是研究物體冷熱程度有關(guān)的物理性質(zhì)及狀態(tài)變化。描述物體冷熱程度的物理量是溫度。溫度是決定一系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡的量度。它的基本特征在于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度值。只要系統(tǒng)間溫度不一致,它們之間就會發(fā)生熱交換。因此熱學(xué)實驗的一個重要特點是:系統(tǒng)與外界的熱交換是
2、影響實驗的關(guān)鍵因素之一,系統(tǒng)誤差對實驗的影響較之其他實驗要大。熱學(xué)實驗主要作系統(tǒng)誤差的研究,通過對熱力學(xué)系統(tǒng)與外界進行熱交換的情況研究,從不同角度對系統(tǒng)與外界的熱交換進行定性、定量分析(系統(tǒng)誤差修正),使學(xué)生體會到系統(tǒng)誤差分析的思維方式。雖然系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因各式各樣,找出系統(tǒng)誤差,設(shè)法修正它或消除它的影響,使用的方法也各不相同,它需要多方面的知識和經(jīng)驗。熱學(xué)實驗的另一個重要特點是:溫度的測量往往需要達到熱平衡,從開始實驗到達到熱平衡需要一定的時間,因此做熱學(xué)實驗需要有足夠的耐心。另外涉及到溫度的測量往往只能測量一次,而某一時刻的溫度
3、又是稍縱即逝,因此又需要有足夠的細心。2.掌握熱學(xué)實驗的操作規(guī)程準備。在實驗前先要預(yù)習(xí)實驗教材,理解實驗原理,看懂儀器構(gòu)造與調(diào)整要點,在預(yù)習(xí)報告上畫好數(shù)據(jù)記錄表格。測量。熱學(xué)實驗測量過程中往往需要對某個實驗儀器或器材進行加熱或升溫,因此需要事先準備以便能及時滿足實驗所要達到的要求。實驗操作時應(yīng)仔細觀察實驗現(xiàn)象并時刻注意系統(tǒng)溫度的變化以便能及時記錄系統(tǒng)平衡溫度。整理。實驗完畢后請指導(dǎo)教師檢查數(shù)據(jù),然后整理儀器??傊@些要求不僅能保證實驗的順利與成功,而且通過實驗?zāi)茉鲩L才干、擴大收獲,并且助于提高素質(zhì)、培養(yǎng)正確的習(xí)慣與科學(xué)的作風(fēng)。3.熱
4、學(xué)基本修正方法混合過程中,實際上系統(tǒng)總要與外界交換熱量,這就破壞了熱平衡的成立條件。為消除影響,需要采用溫度修正。具體修正方法教材。4.基本熱學(xué)儀器1)量熱器介紹:金屬外筒金屬內(nèi)筒絕熱蓋絕熱架溫度計攪拌器量熱器量熱器是熱學(xué)實驗中常用的一種儀器,它的種類很多,最簡單的一種如圖所示。它由外筒、內(nèi)筒、塑料絕熱殼、攪拌器、絕熱蓋、溫度計等組成。量熱器的內(nèi)筒置于塑料絕熱殼內(nèi),外筒用絕熱蓋蓋住,因而內(nèi)外筒間借熱傳導(dǎo)傳遞的熱量很少。同時由于內(nèi)筒的內(nèi)外壁都鍍的十分光亮,所以,量熱器系統(tǒng)與環(huán)境之間因輻射而產(chǎn)生的熱量傳遞很少。因而,量熱器系統(tǒng)就可以近似為
5、一個孤立系統(tǒng)或絕熱系統(tǒng)。2)溫度計a、水銀溫度計實驗室中常用的水銀溫度計,是由一個盛有水銀的玻璃泡,毛細管,刻度和溫標組成的。水銀溫度計是膨脹式溫度計的一種,用來測量0--150℃或500℃以內(nèi)范圍的溫度,它只能作為就地監(jiān)督的儀表。用它來測量溫度,不僅比較簡單直觀,而且還可以避免外部遠傳溫度計的誤差。使用水銀溫度計時應(yīng)注意以下幾點:使用溫度計時,首先要看清它的量程(測量范圍),然后看清它的最小分度值,也就是每一小格所表示的值。要選擇適當(dāng)?shù)臏囟扔嫓y量被測物體的溫度。測量時溫度計的液泡應(yīng)魚被測物體充分接觸,且玻璃泡不能碰到被測物體的側(cè)壁或
6、底部;讀數(shù)是,溫度計不要離開被測物體,且眼睛的視線應(yīng)與溫度計內(nèi)的液面相平?! 、偈褂们皯?yīng)進行校驗(可以采用標準液溫多支比較法進行校驗或采用精度更高級的溫度計校驗)?! 、诓辉试S使用溫度超過該種溫度計的最大刻度值的測量值。 ?、蹨囟扔嬘袩釕T性,應(yīng)在溫度計達到穩(wěn)定狀態(tài)后讀數(shù)。讀數(shù)時應(yīng)在溫度凸形彎月面的最高切線方向讀取,目光直視。 ④水銀溫度計應(yīng)與被測工質(zhì)流動方向相垂直或呈傾斜狀。 ?、菟y溫度計常常發(fā)生水銀柱斷裂的情況,消除方法有: ?。?)冷修法:將溫度計的測溫包插入干冰和酒精混合液中(溫度不得超過-38℃)進行冷縮,使毛細管中的水銀
7、全部收縮到測溫包中為止。(2)熱修法:將溫度計緩慢插溫度略高于測量上限的恒溫槽中,使水銀斷裂部分與整個水銀柱連接起來,再緩慢取出溫度計,在空氣中逐漸冷至室溫。3)福廷式氣壓計它的外部是一黃銅管,管的頂端有懸環(huán),用以懸掛在實驗室的適當(dāng)位置。氣壓計內(nèi)部是一根一端封閉的裝有水銀的長玻璃管。玻璃管封閉的一端向上,管中汞面的上部為真空,管下端插在水銀槽內(nèi)。水銀槽底部是一羚羊皮袋,下端由螺旋支持,轉(zhuǎn)動此螺旋可調(diào)節(jié)槽內(nèi)水銀面的高低。水銀槽的頂蓋上有一倒置的象牙針,其針尖是黃銅標尺刻度的零點。此黃銅標尺上附有游標尺,轉(zhuǎn)動游標調(diào)節(jié)螺旋,可使游標尺上下游
8、動。1.福廷式氣壓計的使用方法:(1)慢慢旋轉(zhuǎn)螺旋,調(diào)節(jié)水銀槽內(nèi)水銀面的高度,使槽內(nèi)水銀面升高。利用水銀槽后面磁板的反光,注視水銀面與象牙尖的空隙,直至水銀面與象牙尖剛剛接觸,然后用手輕輕扣一下銅管上面,使玻璃管上部水銀