普通物理实验热学部分

数据处理
思考题
1．混合法的理论根据是什么？
2 ．分析实验中哪些因素会引起系统误差？测 量时怎样才能减小实验误差？ 3 ．若采用预先加热金属块投入低于室温的水 中混合的方法，本实验应怎样设计和进行操作？ 4 ．如果混合前金属块和水的温度都在变化， 其初温怎样测量？出现这种情况对实验有何影响？
应怎样避免？
数据处理
1．根据实验中测得的数据及由物性表中查得 的比热值，代入（ 4 ）式中，求出热功当量的数 值。 2 ．查出热功当量的标准值，按下式计算相对误 差
思考题
1．在外杯转动一些时间后，摩擦会减小，必须调节转 速。为什么摩擦会减小？又为什么必须调节转速？ 2．为什么停转以后系统温度还会不断升高？为什么在 系统温度到达最高后再冷却一会儿才开始记t１。 3．系统温度t０选多少较好？如何测准它？ 4．环境温度应如何测量？在什么地方测量？测多少次 较好？如t０的测量误差为1℃，对结果会有多大影响？
数据处理
自拟数据记录表格。将表中数据
代入公式，算出水在沸点温度时的汽
化热值。
思考题
1．实验开始时就将蒸汽过滤器和量热器
连接起来是否可以？为什么？
2．进入量热器中的水蒸汽混入一些水滴
时，对实验有何影响？应该怎样进行修正？
3．本实验中量热器也不是一个完善的绝
热系统，其散热的影响应该如何消除？
热功当量的测定
好的三线对齐状态受到破坏，需要重新调整使三线对齐。然后再使H下降一点，重复刚
才的调节，直到H稍一下降，金属片脱出液面为止，记下此时游标0线所指示的B杆上读 数S，算出（S－S０）值，即为在表面张力作用下，弹簧的伸长量，重复测量五次，求 出（S－S０）的平均值此时有 式中为（5）式所示弹簧的倔强系数，将（6）代入（3）式可得
普通物理实验 热学部分
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热学实验目录
◇金属比热的测定 ◇金属线胀系数的测定 ◇水的汽化热的测定 ◇热功当量的测定 ◇液体表面张力系数的测定
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金属比热的测定





实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理 思 考 题
实验目的
1. 学会基本的量热方法 —— 混合法。
2.测量金属的比热。
2~3℃的水倒入内杯中，水面距杯口约1cm左右，称出总质量m，则水
的质量m０=m－(m１＋m２)。 3．装好仪器，记下水的初温t0及计数器的初始读数n1。
4．记下钩码质量。转动外杯待水温升高到比室温高出约 2~3℃时停
止转动，并记下记数器的读数n2，则n＝n2－n1，用搅拌器继续搅拌， 读出温度计指示的最高温度t1，则温差△t＝t1－t0。 5．测出圆盘直径，温度计浸入水中的体积V以cm3为单位。
数据处理
自拟表格记录数据，并根据公式求出水的表面 张力系数α的值。 注：水的表面张力系数α＝（70－0.15t）×10－
3N· m － １ ， t 为摄氏度，此公式来源于《普通物
理· 热学》王正清主编，第272页。
思考题来自百度文库
1. 矩形金属片浸入水中，然后轻轻提起到底面与水面 相平时，试分析金属片在竖直方向的受力。 2. 分析（2）式成立的条件，实验中应如何保证这些条 件实现？ 3. 本实验中为何安排测（F－mg），而不是分别测F和 mg？
液体表面张力系数的测定





实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理 思 考 题
实验目的
1 ．用拉脱法测定室温下水的张力
系数。
2 ．学会用焦利氏秤测量微小力的 方法。
实验仪器
焦利氏秤、砝码、烧杯、温度
计、酒精灯、蒸馏水、游标卡尺。
实验原理
f =αL
F＝mg＋f
F mg 2( L d )
L L(t 2 t1 )
( d 2 d1 ) h 2 DL(t 2 t1 )
（5）
ΔL=Δd h/2D 或者 ΔL=（d2—d1）h/2D （6） （7）
实验内容
1．在室温下，用米尺测量待测金属棒的长度L三次，取平均值。然后 将其插入仪器的大圆柱形筒中。注意，棒的下端要和基座紧密接触。 2．插入温度计，小心轻放，以免损坏。 3．将光杠杆放置到仪器平台上 ,其后足尖踏到金属棒顶端,前两足尖 踏入凹槽内。平面镜要调到铅直方向。望远镜和标尺组要置于光杠杆 前约1 米距离处，标尺调到垂直方向。调节望远镜的目镜，使标尺的 像最清晰并且与十字叉丝横线间无视差。记下标尺的读数d1。 4 ．记下初温 t1 后，给仪器通电加热，待温度计的读数稳定后，记下 温度t2以及望远镜中标尺的相应读数d2。 5．停止加热。测出距离D。取下光杠杆放在白纸上轻轻压出三个足尖 痕迹，用铅笔通过前两足痕联成一直线，再由后足痕引到此直线的垂 线，用标尺测出垂线的距离h。
数据处理
1 ．把测得的数据代入（ 7 ）式， 计算出α值。 2 ．将α的测量值与实验室给出的 真值相比较，求出百分误差。
思考题
1．本实验所用仪器和用具有哪些？如何 将仪器安装好？操作时应注意哪些问题？ 2．调节光杠杆的程序是什么？在调节中 要特别注意哪些问题？ 3．分析本实验中各物理量的测量结果， 哪一个对实验误差影响较大？ 4．根据实验室条件你还能设计一种测量 ΔL的方案吗？
水的汽化热的测定





实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理 思 考 题
实验目的
1 ．利用量热器测定在当地大气压
下水沸腾时的汽化热。
2 ．学会测量量热器的有效热容量。
实验仪器
蒸汽发生器、量热器、温度计
（ 0 ～ 50℃，准确到 0.1℃）、电
子天平（共用）、蒸馏水、胶皮 管、秒表、气压计（共用）等。
（1）
（2）
（3）
实验内容
2．测量弹簧的倔强系数K。依次将质量为1.0g，2.0g，3.0g，…，9.0g的砝码加在下盘 内。转动旋钮E， 每次都重新使三线对齐，分别记下游标0线所指示的B杆上的读数L１、 L２、…Ln，用逐差法求出弹簧的倔强系数。 =（K1＋K2＋…＋K5）/ 5 K （5 ） 3．测（F—mg）值。将金属片（常用金属丝Ｕ形框）仔细擦洗干净，此时有放在酒精 灯上烘烤一下。然后把它挂在砝码盘Ｆ下端的小钩上，转动旋钮E使三线对齐，记下此 时游标 0线指示的B 杆上读数 S０ 。将盛有蒸馏水的烧杯置于平台 H上，调节平台位置， 使金属片浸入水中，转动H下端螺丝S使H缓缓下降，由于水的表面张力作用，上面已调





实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理 思 考 题
实验目的
研究机械功与热量的转换，测定热
功当量。
实验仪器
热功当量测定仪、温度计、天
平、量简。
实验原理
A=JQ
A＝2πrmgn
（1）
（2）
Q=(m0c0+m1c1+m2c2+0.46V) Δt
（3）
实验内容
1．调试仪器。先在内杯E中盛水约大半杯。内外杯E、D间涂有适当 的润滑油，防止二杯表面直接接触，遭受损伤，调整绕线的高低与圆 盘保持在同一水平面内，并与圆盘边缘相切。增减钩码和调整转速使 钩码静止不动。 2．调试完毕后，取下内外杯，倒去内杯的水并擦净。再在内外杯间 涂少量润滑油，用天平称出质量m1及搅拌器的质量m2。把低于室温约
3. 学习热学实验中系统散热带来的 误差的修正方法。
实验仪器
量热器、温度计（ 0 ～ 50℃，准
确到 0.1℃）、加热器、待测金属
块、细线、物理天平、秒表、小量 筒。
实验原理
mxcx(T3－T1)＝(m0c0＋C1＋C2)(T2－T3) (1)
由此可得金属块的比热
实验内容
1．测出室温T1，称待测金属质量mx 。 2．擦净量热器内筒，称量它和搅拌器的质量m1,然后倒入 高出室温20℃～30℃的水，迅速将绝热盖盖好，插入温度 计和搅拌器，不断搅动搅拌器，并启动秒表，每隔一分钟 读一次温度数值，在混合前可测读8次（8分钟）。 3．将系有细线的金属块迅速投入量热器内，使其悬浸在 水中，盖好盖子，继续搅动搅拌器，开始每隔25秒记录一 次温度，2分钟后，每隔一分钟记录一次，共记录8次。 4．取出量热器的内筒,称其总质量并减去 m+m1,即为水的 质量m0。 5．用小量筒测出温度计浸入水中的体积V0。
实验原理
Q放＝mL＋m1c0(t2－tθ) Q吸＝(m0c0＋Ck)(tθ－t1） mL＋m1c0(t2－tθ) ＝(m0c0＋Ck) (tθ－t1)
L＝[ (m0c0＋Ck) (tθ－t1)－m1c0(t2－tθ)]/m
实验内容
1．实验装置如图所示，A为蒸汽发生器，B为量热器。经加热从蒸汽发生器出 来的水蒸汽，再经蒸汽胶管通入量热器。 2．实验时，先称出空量热器的质量把低于室温的水倒入瓶内，再称出量热器 和水的总质量，从而求得倒入量热器内水的质量。 3．将装有蒸馏水的蒸汽发生器加热，当蒸汽发生器喷射的蒸汽很猛烈时，才 能把蒸汽通入量热器内，通入蒸汽前，要记下水的初温t1。 4．通入蒸汽后开始计时，并用搅拌器缓慢搅动。每隔一分钟测量一次水温， 并记下数据。当水温升高到室温以上时，拨出插入量热器内的蒸汽管，停止 向水中通入蒸汽继续搅动筒内的水，记下最高温度tθ以及通入蒸汽的总时间 τ。 5．称出量热器和水的总质量，求出输入筒中水蒸汽和水的总质量。 6．考虑到通入量热器内的水蒸汽可能带入少量的水滴，这部分小水滴的凝结 热却散失在筒外，因此需要对此进行修正。修正的办法是将插入量热器内的 蒸汽管子拨出后水平置于一小烧杯的上方，接取和在实验中通蒸汽所用相同 时间τ内喷出的小水滴，并称其质量可得到修正后水蒸汽的质量。
金属线胀系数的测定





实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据处理 思 考 题
实验目的
掌握利用光杠杆测定线胀系数的方法。
实验仪器
线胀系数测定仪（附光杠杆）、
望远镜直横尺、钢卷尺、蒸汽发
生器、气压计（共用）、温度计
（ 50 ～ 100℃，准确到 0.1℃）、
游标卡尺。
实验原理
L=L0（1+αt） L+△L= L0（1+αt2） （1） L=L0（1+αt1） （3） （2）