热学演示实验
2.5-2.6热力学第二定律 第三定律 演示文稿
T
2.5.3 克劳修斯提出熵的概念
• 对于不可逆过程，克劳修斯写道：“在一循 环过程中所有变换的代数和只能是正数。即 N＞0。他将这种变换称为”非补偿的“变换。 • 虽然在上式中，等价值N是不严格的（因为 没有采用绝对温标），但N这个函数已经具 备了熵的基本特性。 • 1865年，克劳修斯发表《热的动力理论的基 本议程的几种方便形式》，他明确用T表示绝 对温标，提出用S表示Q/T，认为S是只与状 态有关的量，并且建议将其命名 为”Entropie( 熵）“。
2.5.2 W.汤姆生研究热力学第二定律
开尔文在1852年发表的“关于自然界中机械 能耗散的普遍趋向”一文中，把克劳修斯的 公理说成是：一台不借助任何外界作用的自 动机器，把热从一个物体传到另一个温度比 他高的物体，这是不可能的。今天把他说成： 热不能自动地有低温物体转移到高温物体上 去。这就是称之为热力学第二定律的克劳修 斯表述。
2.6.1
气体的液化与低温的获得 －－液化工作的改进
• 1883年，波兰物理学家乌罗布列夫斯基（S。 Wroblewski,1845-1888)和化学家奥耳舍夫斯 基（K.Olszewski,1846-1915)合作，将以上 两种方法综合运用，并作了两点改进：
– 一是将液化的氧用一小玻璃管收集； – 二是将小玻璃管置于盛有液态乙烯的低温槽中 （温度保持在－130℃），这样他们就第一次收 集到了液氧。
p 完 全 液 体 48.1℃ 完全汽化 C （临界点） 31.3℃ B c D b 汽液平衡区 V
2.6.1 气体的液化与低温的获得 －－氧的液化 • 1877年，几乎同时由两位物理学家分别用不同的方 法实现了氧的液化。
– 法国人盖勒德（Louis Paul Cailletet,1832-1913)将纯净的 氧压缩到300大气压，再把装有压缩氧气的玻璃管置于二 氧化硫蒸气（－29℃）中，然后令压强突降，这时在管 壁上观察到了薄雾状的液氧。 – 瑞士人毕克特（Paous-Pierre Pictet,1846-1929)从日内 瓦打电报给法国科学院：“在320大气压和140冷度（即 －140℃）下联合使用硫酸和碳酸液化氧取得成功。”他 用真空泵抽去液体表面的蒸气，液体失去了速度最快的 分子而降温，然后用降温后的液体包围第二种液体，再 用真空泵抽去第二种液体表面的蒸气，它的温度必然低 于第一种液体，如此一级一级联下去，终于达到了氧的 临界温度。
常见热学实验
常见热学实验热学实验在物理学中起着重要的作用，它们通过测量和观察热量的传递、温度变化以及物质的热性质，帮助我们深入理解热力学原理和热力学过程。
本文将介绍一些常见的热学实验，并简要说明它们的实验原理和操作步骤。
一、热传导实验热传导是物体内部热量传递的过程，常用的热传导实验是测量不同材料导热性能的实验。
实验原理是利用热量从高温到低温的传导，测量不同材料导热速率的差异。
实验装置：实验装置包括热源、热传导棒和温度计。
热源提供高温，热传导棒用于传导热量，温度计测量棒上不同位置的温度。
操作步骤：首先将热源加热至一定温度，将热传导棒的一端与热源接触，然后将棒的另一端放置在冷却器中。
通过测量传导过程中各部位的温度变化，计算得到不同材料的导热性能。
二、热膨胀实验热膨胀是物体在受热时体积或长度发生变化的现象，热膨胀实验用于测量物体热膨胀系数。
实验装置：实验装置通常包括一个测量装置，如卡钳式膨胀计，一个恒温水槽和一个加热装置。
操作步骤：首先将测量装置安装在待测物体上，然后将待测物体放入恒温水槽中。
通过加热水槽中的水，使水温升高并传导给待测物体，测量装置会记录物体长度或体积的变化。
三、比热容实验比热容是物质吸收或释放单位质量热量所引起的温度变化的能力，比热容实验用于测量物质的比热容。
实验装置：实验装置通常包括一个热源、一个物质样品和温度计。
操作步骤：首先测量物质样品的质量，并将其加热到一定温度。
然后将加热后的样品置于一个装有水的容器中，测量水的温度变化。
通过测量物质输送给水的热量和水的质量，可以计算得到物质的比热容。
四、相变实验相变是物质在温度或压力变化时从一个态转变为另一个态的过程，相变实验用于研究物质的相变规律和热力学性质。
实验装置：实验装置通常包括一个热源、物质样品和一个温度计。
操作步骤：首先将物质样品加热至其熔点，然后记录熔化过程中的温度变化。
当物质完全熔化后，继续加热直到其沸点，记录沸腾过程中的温度变化。
通过观察和记录不同相变过程中的温度变化，可以研究物质的相变规律和热力学性质。
物理热学实验讲解课堂实录
物理热学实验讲解课堂实录实验一：测量固体物体的热传导热学实验是物理学中非常重要的实验之一，通过实际操作探索热学原理，了解物质的热传导性质。
在这堂讲解课中，我们将学习如何测量固体物体的热传导。
实验准备：1. 实验器材：导热杯、导热棒、温度计、计时器等。
2. 实验材料：不同材质的固体物体，如铜、铁、木头等。
3. 实验环境：尽量保持室温稳定，避免外界干扰。
实验步骤：1. 将导热棒通过夹具固定在台架上，并确保导热棒两端没有直接接触其他物体。
2. 将导热杯的一端贴紧导热棒的中央，以确保热能能够传导到导热杯中。
3. 用温度计测量导热杯的初始温度，并记录下来。
4. 打开计时器，并开始计时。
5. 定期使用温度计测量导热杯的温度，并将结果记录在数据表中，时间间隔可根据实际需要确定。
6. 当导热杯的温度升高到一定程度，例如超过初始温度的两倍时，停止计时。
7. 根据实验数据计算导热杯的热传导速率，并进行数据分析。
实验原理：热传导是指物体内部的热能由高温区域向低温区域传递的过程。
在本实验中，导热棒起到导热的作用，将热能从一个端口传递到另一个端口。
通过测量导热杯的温度变化情况，我们可以了解到不同材质的固体物体对热的传导速率的影响。
实验结果与分析：通过实验数据的分析，我们可以发现不同材质的固体物体对热传导的速率存在明显差异。
通常来说，金属材料（如铜）具有较高的热传导性能，而非金属材料（如木头）则相对较低。
这是因为金属中的自由电子具有良好的热传导性能，而非金属则主要通过分子间的振动传递热能。
实验应用：热学实验在科学研究以及工程领域中具有广泛的应用。
通过研究不同物质的热传导特性，我们可以优化材料的热管理性能，用于设计更高效的散热装置。
同时，热学实验也为我们提供了探索热能传递规律的有效途径，有助于理解自然界中热现象的本质。
结论：通过本次实验，我们了解了固体物体的热传导性质及其测量方法。
热学实验的实际操作有助于加深对物理学原理的理解，并培养了实验技巧和数据分析的能力。
科学课演示实验记录表
年级：四年级实验教师：李斌
实验名称
食物营养成分
实验时间
9.10 9.12
实验
材料
酒精灯、碘酒、馒头、滴管、瘦肉、花生、白纸、碟子
实
验
过
程
1、把少量米饭放在碟子上，用滴管向米饭上滴2-3滴碘酒，观察发生的现象。
2、把花生放在白纸上用力挤压，观察白纸上留有的痕迹。
3、将切成细条的瘦肉放在酒精灯火焰上灼烧，注意闻一闻，有什么气味？
实验
材料
液体对流演示器、高锰酸钾、火柴、酒精灯、铁架台、液体对流演示器、高锰酸钾、火柴、酒精灯、铁架台
实
验
过
程
1、在液体对流演示器内装满水，把它固定在铁架台上，放入一点高锰酸钾。
2、用酒精灯加热演示器底部的一角。
3、观察水中高锰酸钾的流动方向。
实验结论
加热烧杯的底部，水受热会变轻上升，周围较冷的水会流过来补充，然后又被加热上升……冷水热水不断相对流动，使整个杯子逐渐变热。
实
验
过
程
1、将铜棒固定在支架上，在火柴头上抹少许凡士林，依次粘在铜棒的三个凹痕上。
2、用酒精灯回执铜棒的一端，观察有什么现象。
观察到火柴由被加热的一端向另一端逐渐脱落。
实验结论
热可以沿着铜棒传递，从温度高的一端传向温度低的一端。
科学课演示实验记录表
年级：四年级实验11.28
实验结论
1、加入碘酒后，米饭变成蓝色，说明大米中含有淀粉。2、在白纸上挤压花生后，会在纸上留下油迹，说明花生中含有脂肪。3、将瘦肉在火上烧后，会闻到一股难闻的、烧焦的气味，说明瘦肉内含有蛋白质。
科学课演示实验记录表
年级：四年级实验教师：李斌
用纸做的初中热学实验
用纸做的初中热学实验在初中物理中，热学是一个重要的知识模块。
利用纸作为实验材料，可以开展一系列有趣的实验，帮助学生更好地理解热学的相关原理。
以下是用纸做的初中热学实验的详细步骤：1. 探究纸的燃烧与温度的关系实验材料：纸、打火机、尺子、温度计实验步骤：(1)将温度计固定在桌子上，记录初始温度T1。
(2)点燃纸片，用尺子量出火焰的高度，观察火焰的颜色和温度计的读数变化。
(3)当纸片完全燃烧后，记录温度计的最终温度T2。
(4)比较T1和T2，分析纸燃烧过程中温度的变化。
实验结论：通过观察温度变化，可以了解到燃烧过程中纸片释放热量导致温度升高。
2. 观察纸的吸热与散热性能实验材料：纸、水、水盆、计时器实验步骤：(1)将纸平放在水盆上，用计时器计时。
(2)在一定时间内观察水的蒸发情况，记录时间。
(3)比较不同时间点上纸的湿度变化。
实验结论：纸具有良好的吸热性能，能吸收水蒸气并使之蒸发。
通过观察湿度的变化，可以了解纸的散热性能。
3. 探究纸的导热性能实验材料：纸、打火机、尺子、热敏电阻、数据线、电脑实验步骤：(1)将热敏电阻固定在尺子上，与电脑连接。
(2)点燃打火机，加热尺子的一端，观察热敏电阻的数据变化。
(3)比较不同时间点的数据，分析纸的导热性能。
实验结论：通过观察数据变化，可以了解纸的导热性能。
与金属相比，纸的导热性能较差。
4. 制作简易纸制温度计实验材料：纸、水、彩色笔、尺子、胶水、温度计实验步骤：(1)用尺子在纸上画出刻度线，标上数字。
(2)将水滴入纸中，折叠成锥形。
(3)用胶水将锥形部分固定在温度计上。
(4)将彩色笔插入锥形部分，使水带色。
(5)根据温度计的读数，画出相应的颜色区域。
实验结论：简易纸制温度计制作完成，可用来测量物体表面温度。
与标准温度计相比，其精度和稳定性较差。
5. 纸制热气球实验实验材料：纸、热水、扇子、胶带、剪刀、橡皮筋实验步骤：(1)将纸剪成圆形，边缘向外翻折。
(2)用胶带将翻折部分固定在一起，形成球形结构。
大学物理演示实验：测量热力学普适气体常量
物理演示实验报告物理演示实验自主设计方案图1图2一、演示物理原理简介（可以配图说明）本物理演示实验根据热力学理想气体物态方程以及力学基本原理测量普适气体常量R 。
本实验材料包括具有刻度线的活塞式气缸（玻璃制品），装有足量水的较大容器，刻度尺，温度计，酒精灯。
热力学理想气体物态方程的公式为RT pV ν=（1）其中，p 为一定量气体的压强（单位：Pa ），V 为一定量气体的体积（单位：m 3），ν为一定量气体的物质的量（单位：mol ），R 为普适气体常量（单位：J/mol · K ），T 为一定量气体的热力学温度（单位：K ）。
将（1）式进行整理，可得TpVR ν=（2） 即我们只需测量出压强p ，体积V ，物质的量ν，热力学温度T 就可求出普适气体常量R 。
下面我们来设计实验测量上述四个参数的值。
我们采用具有刻度线的活塞式气缸（玻璃制品）作为气体器皿，向其中充入一定量的空气作为实验气体，活塞式气缸如图1所示。
另外，我们采用装有足量水的较大容器（具有刻度线的活塞式气缸能放入其中并气体部分没入）和酒精灯作为温度发生器，采用水浴加热。
这样一来，气体温度可以改变，我们用温度计测量气缸内气体的温度，整套实验装置如图2所示。
下面我们来具体测量四个参数的值。
测量压强p 的方法如下。
由于气缸具有活塞，活塞可以在某一方向进行平动。
这样就导致气缸内的气体压强与与外界大气压相等，均为标准大气压强1.013×105Pa 。
图3图4 图5 二、方案实施详细技术路线（要求有配图或者照片）实验步骤1.检查装置气密性并充入空气首先检查装置气密性。
保证活塞与气缸底部留有一定空间，将气缸活塞向气缸内部推动，直到推不动为止，放开双手，活塞会向反方向滑动；再将活塞向气缸外部拉动，直到拉不动为止（不要拉出来），放开双手，活塞会向反方向滑动（如图3）。
上述两种现象同时发生，则证明气密性良好，同时活塞滑动停止的位置即为平衡位置。
简单而有趣的热学实验初中二年级物理教案
简单而有趣的热学实验初中二年级物理教案简单而有趣的热学实验教案引言：热学实验是物理学中的重要组成部分，在初中二年级的物理课程中，为了培养学生对热学概念的理解和掌握实验技巧，我们设计了一系列简单而有趣的热学实验。
这些实验既可以帮助学生加深对热学知识的理解，又能激发学生的学习兴趣，提高他们的动手实践能力。
下面将介绍其中三个较为典型的实验。
实验一：温度的测量实验目的：掌握使用温度计测量物体温度的方法。
实验材料：温度计、水杯、温水、冷水。
实验步骤：1. 准备一个水杯，将温度计插入水中，读取温度计上的数值。
2. 将温度计放入温水中，观察温度计上的数值变化，并记录下温度。
3. 将温度计放入冷水中，观察温度计上的数值变化，并记录下温度。
实验原理：温度计的原理是通过测量温度计内液体的膨胀或收缩来测量温度。
当温度升高时，液体膨胀，温度计上的数值会增加；当温度降低时，液体收缩，温度计上的数值会减少。
实验结果：通过实验测得温水的温度为40°C，冷水的温度为10°C。
实验二：热传导的观察实验目的：观察固体热传导的过程并理解热传导的基本原理。
实验材料：铁炉、两根铁棒（一根较细，一根较粗）。
实验步骤：1. 将较粗的铁棒一端加热至红热，然后将红热的一端迅速放入较细的铁棒的一端。
2. 观察较细的铁棒的另一端，记录下变化。
3. 将较细的铁棒的另一端迅速放入冷水中，再次观察并记录下变化。
实验原理：固体的热传导是由于热量的传递。
当热棒与冷棒接触时，热量会沿着热型的方向传导到冷棒，使冷棒受热，热型受冷。
实验结果：观察到较细的铁棒的另一端迅速升温，并且当放入冷水中时，较细的铁棒的另一端迅速降温。
实验三：液体的蒸发实验目的：观察液体蒸发时的变化，并理解液体蒸发的实现。
实验材料：两个相同的容器、水。
实验步骤：1. 将一个容器中注入适量的水。
2. 将另一个容器保持干燥。
3. 分别观察两个容器中水的变化，记录下观察结果。
实验原理：液体的蒸发是由于液体分子的热运动，当液体分子吸收足够的热量时，一部分液体分子会从液体表面跃入气相，形成蒸汽。
综合传热演示实验报告
综合传热演示实验报告引言传热是热力学中的重要概念之一，涉及到热量的传递、储存和转换。
传热可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
为了更好地理解传热过程，我们进行了一次综合传热演示实验。
实验目的1. 通过实验观察和测量传热过程中的温度变化；2. 掌握传热的基本规律；3. 理解传热在日常生活中的应用。
实验原理传热是热量从高温区域向低温区域传递的过程。
热可以通过传导、辐射和对流进行传递。
本次实验主要涉及到传导和对流两种方式。
传导传导是通过物质的直接接触和相互振动来传递热量的过程。
一个物体的温度分布不均时，高温区域的分子以较大的速度振动，从而传递给低温区域的分子，使得整个物体的温度逐渐均匀。
对流对流是通过流体的运动来传递热量的过程。
当一个物体加热时，周围的空气被加热并膨胀，密度变小，从而产生浮力迫使周围的冷空气下沉，形成对流。
对流传热是高温区域的气流与低温区域的物体直接接触，通过传导进行热量交换。
实验材料和设备- 烧杯- 温度计- 热水- 冷水- 烤盘- 塑料管- 流体介质（例如植物油等）实验步骤1. 在烧杯中加入适量的热水；2. 在另一个烧杯中加入适量的冷水；3. 将温度计放入热水中，记录初始温度；4. 同时将温度计放入冷水中，记录初始温度；5. 将烤盘加热，并将烤盘上放置烧杯，将热水加热至一定温度；6. 在加热的同时，将烧杯里的冷水倒入塑料管中，并通过塑料管将其喷射到热水中；7. 观察热水的温度变化，并记录每隔一段时间的温度；8. 分别观察传热情况和过程。
实验结果实验过程中，我们观察到了热水的温度逐渐增加，而冷水的温度逐渐降低。
在冷水喷射到热水中的过程中，热水的温度上升速度明显加快。
这是因为冷水的加入增加了热水的表面积，从而增强了对流传热过程。
实验分析通过这个实验，我们可以得出以下结论：1. 热量在传递过程中，会从高温区域向低温区域传递。
这是一个自然趋势，也就是热的互相扩散的结果；2. 传热过程中，温度差越大，传热速率越快，而温度差越小，传热速率越慢；3. 对流传热比传导传热更加迅速，因为对流传热涉及到流体的运动，能够加速热量的传递。
物理演示实验教学设计
物理演示实验教学设计
x
一、演示实验教学目标
1. 了解物理演示实验的基本原理；
2. 能够正确地使用演示实验装置，熟练掌握实验步骤；
3. 理解实验结果，掌握实验原理；
4. 畅通地表达演示实验的结果及其相关理论，增强实验能力。
二、演示实验基本知识
1. 力学：质点、运动定律、动量定理、力学能、简谐运动等；
2. 热学：热和冷、温度、热量、热容、温度变化，热效应等；
3. 电学：电荷、电场、电势差，电流、电阻、电动势、电路及电路元件等；
4. 光学：光谱、光的传播、像、几何光学、光波特性等；
5. 声学：声音的产生、传播、反射和绕射，音调、回声、音量等。
三、演示实验教学内容
1. 使用力学演示实验，探究力学中的动量定理及其应用；
2. 使用热学演示实验，探究热学中的温度变化，学习热学原理；
3. 使用电学演示实验，体验电学中的电路及其组成，学习电学基础知识；
4. 使用光学演示实验，体验光学中的几何光学，学习光学的主要原理；
5. 使用声学演示实验，体验声学中的音调和音量，学习声学的基本原理。
四、演示实验教学安排
1. 先介绍物理演示实验的基本原理；
2. 学生自学物理演示实验，并实际操作；
3. 指导学生正确地使用演示实验装置，解答学生提出的问题；
4. 分析单次实验的结果，指导学生理解实验原理；
5. 将实验结果进行总结，增强学生的实验能力。
五、考核方法
1. 根据实验报告，考察学生对本次实验的理解；
2. 根据学生操作实验时的实验步骤，考查学生的实验技能；
3. 根据实验结果，考察学生对实验原理的理解；
4. 根据学生总结报告，考察学生实验能力的提高。
热学实验
热学实验一、熔化实验1.下图装置探究冰熔化过程中温度变化情况．（1）实验装置采用“水浴法”加热的好处是：。
（2）常用温度计是利用的原理制成的。
（3）请根据表格中数据在实验装置图右侧坐标纸上画出冰熔化图象。
（4）某时刻温度计的读数如上图所示，此时的温度是℃；（5）由图像可知，冰是（选填“晶体”、“非晶体”），该物质的熔点是_____。
（6）通过对数据和图象的分析，冰熔化时的特点是：（7）3分钟时，该物质处于态（选填“固”、“液”、“固、液混合”）（8）3分钟时与5分钟时相比，温度都相同，哪一时刻试管内物体内能较大？_______，理由是（9）画完图象发现：在刚开始2分钟升温快，最后2分钟升温慢，请你给出合理解释：（10）实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏__________。
（11）为减小误差，实验过程中宜选用较大的冰块还是较小的冰块？；为什么？（12）如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验，石蜡熔化过程中所得到的温度—时间图象是否与冰的相同？为什么？二、沸腾实验1.小敏同学用如图的装置进行“观察水沸腾”的实验。
（2）如图是该实验的装置图，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先调整固定（3）所用的液体温度计是利用液体_______________的性质制成的。
为了完成本次实验，由表格知，应选用测温物质为_______________的温度计。
(4)刚倒入热水时发现温度计管壁模糊，很难看清示数，主要原因是_________。
（5）在使用温度计前，首先要看清它的 ，然后看清它的 和 。
（6）甲图所示的测量温度方法错误的地方是 ，这样做会导致 。
（7）乙图所示的测量温度方法错误的地方是 ，这样做会导致 。
（8）丙图所示的测量温度方法错误的地方是 。
（9）图所示是温度计测量某一时刻水的温度为 ℃。
（10）此实验中，有一个测量数据是错的，请写出造成这种错误的一种可能的原因是 。
热力学第二定律实验教学
热力学第二定律实验教学热力学第二定律是热力学中的一个重要定律，用于描述热量转换时不可逆性的特征。
为了帮助学生更好地理解和掌握热力学第二定律，实验教学是一种非常有效的教学方法。
本文将重点介绍热力学第二定律实验教学的相关内容。
1. 实验目的热力学第二定律实验教学的主要目的是通过实际操作和观察，帮助学生深入理解热力学第二定律的基本概念和原理，以及在实际系统中的应用。
2. 实验原理热力学第二定律描述了热量传递过程中的不可逆性，即热量自发地从高温物体传递至低温物体，而不会逆向流动。
这个定律可以通过熵的概念来描述，即系统的熵在自发过程中会趋向于增加。
3. 实验装置为了展示和验证热力学第二定律，实验教学中需要使用到适当的实验装置。
通常，可以利用热机、热泵或者制冷机等设备来进行实验演示。
同时，还需要温度计、压力计等测量装置来获取实验数据。
4. 实验步骤（1）确定实验装置：根据具体的实验目的和内容，选择合适的实验装置。
（2）调节参数：根据实验需求，调节实验装置的参数，例如温度、压力等。
（3）测量数据：在实验的过程中，使用温度计、压力计等测量装置来获取必要的实验数据。
（4）观察现象：通过实验装置中的变化和观察，学生可以直观地了解到热力学第二定律相关的热量传递现象。
（5）总结分析：根据实验数据和观察结果，学生可以进行总结和分析，比较实验结果与热力学第二定律的理论预测是否一致。
5. 实验案例以下是一个简单的实验案例，用于帮助学生理解热力学第二定律：实验目的：验证热力学第二定律并观察热传导现象。
实验装置：热水槽、冷水槽、导热棒、温度计。
实验步骤：（1）将热水槽和冷水槽分别装满热水和冷水。
（2）将导热棒的一端插入热水槽中，另一端插入冷水槽中。
（3）使用温度计分别测量热水槽和冷水槽中的水温。
（4）观察并记录热水槽和冷水槽中的水温变化。
（5）总结实验结果，并与热力学第二定律进行对比分析。
6. 教学效果评估为了评估热力学第二定律实验教学的效果，可以采用以下几个方面进行评估：（1）学生实验报告：要求学生撰写实验报告，详细描述实验的目的、装置、步骤和观察结果等。
高中物理热学实验
高中物理热学实验实验目的本实验旨在通过热量的传递和测量，加深学生对热学知识的理解和掌握。
实验材料- 热水- 冷水- 温度计- 热水壶/烧杯- 密封- 实验器材（例如热传导棒、热绝缘杯等）实验步骤1. 将热水放入热水壶/烧杯中，并使用温度计测量其温度。
2. 将冷水倒入密封中，可以通过加冰块的方式使其温度降低。
3. 选择适当的实验器材，在实验过程中控制好热量的传递。
4. 将热水通过实验器材传导到冷水中，观察和测量温度的变化。
5. 记录下不同时间点冷水的温度，并绘制温度随时间的变化曲线。
实验结果与分析通过实验的结果和分析，学生可以得出热量传递的基本规律，如热量从高温物体传递到低温物体，热量传递的速度与温度差有关等。
同时，可以进一步讨论热传导、热辐射和热对流等热传递方式的差异。
注意事项- 在实验过程中要注意安全，避免烫伤或者溅水等事故的发生。
- 实验操作要规范，避免数据的误差。
- 在分析实验结果时，要结合理论知识进行解释和总结。
拓展实验学生可以根据自己的兴趣和实验条件，进行一些拓展实验，比如研究材料的导热性能、温度对热传导的影响等。
这些实验可以帮助学生深入理解热学知识，并培养他们的创新思维和实验能力。
总结通过高中物理热学实验，学生可以通过实际操作和观察，深入理解热量的传递规律以及热传导、热辐射和热对流等热传递方式的差异。
这不仅可以加深对热学知识的理解，还能培养学生的实验能力和科学思维。
同时，学生还可以通过拓展实验进一步探究热学领域的知识，培养创新思维和科研能力。
初中物理热学演示实验总汇
初中物理热学演示实验总汇实验一：《气体的扩散》实验二：《液体的扩散》实验三：《影响扩散的主要因素》实验四：《分子间有引力》实验五：《内能的改变》实验六：《热机的原理》实验一：《气体的扩散》实验器材：两个集气瓶、玻璃板、二氧化氮气体。
实验过程：在两个集气瓶中装入空气和二氧化氮气体；把装有二氧化氮的集气瓶用玻璃板盖住，把另一个集气瓶倒扣在二氧化氮集气瓶的上端；抽去玻璃板，观察两个瓶中的气体颜色变化情况。
现象：处于上方充满空气的集气瓶颜色逐渐变深，处于下方充满二氧化氮气体的集气瓶颜色逐渐变浅，最后两瓶气体颜色基本一样。
结论：气体之间可以发生扩散现象。
空气玻璃板一-如图为研究气体扩散的实验装置，两个瓶中分别装有二氧化氮气体和空气，其中二氧化氮气体的密度大于空气的密度。
为了增强实验的可信度，下面一只瓶子里应装入气体。
扩散现象说明了。
答案：二氧化氮；一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
书香校园是我们成长的地方，如图所示的一组校园美景，其中能说明分子无规则运动的是（）．丁香芳香四溢.湖面波光粼粼实验二：《液体的扩散》实验器材：量筒、水、硫酸铜溶液。
实验步骤：在量筒中装入适量硫酸铜溶液；再慢慢地沿着量筒内壁装入水，发现水和硫酸铜的界面比较清晰；十天、二十天、三十天观察溶液，可以发现水和硫酸铜溶液的界面逐渐变模糊，最后溶液上下颜色均匀。
结论：液体之间可以发生扩散。
练习：某同学要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“液体扩散”实验，已知水的密度小于硫酸铜溶液的密度。
装好液体后，处于量筒底部的液体是。
装好液体的量筒所处的环境温度越高，液体颜色变均匀所用的时间越短，这说明温度越高，液体扩散得越。
答案：硫酸铜溶液；快。
桑植民歌“冷水泡茶漫漫浓”表明了分子具有现象，其快慢与的高低有关。
答案：扩散；温度。
实验三：《影响扩散的主要因素》实验器材：两个烧杯、凉水、热水、钢笔水。
实验步骤：在一个烧杯中装半杯凉水，另一个相同的烧杯中装等量的热水，用钢笔分别在凉水、热水中同时滴入一滴蓝墨水。
斯特林热机演示实验观察报告
斯特林热机演示实验观察报告1.实验目的：了解斯特林机的工作原理，弄清具体工作过程，把理论与实际实验过程建立一定的联系，深入对斯特林机的理解。
2.实验原理：斯特林热机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的封闭往复式发动机。
它由苏格兰牧师斯特林提出。
18世纪末和19世纪初正值工业革命的高潮时期，热机普遍为蒸汽机。
热机的重要标志之一是它的效率，即吸收来的热量有多少转化为有用的功。
当时，蒸汽机的效率很低，只有3%~5%左右。
这一方面是由于散热、漏气、摩擦等因素损耗能量，另一方面是由于部分热量在低温热源处放出。
为了提高热机的效率，人们开始从理论上研究热机。
斯特林热机就是此时诞生的。
斯特林热机是一种高效率的能量转换装置，相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点，斯特林热机仅采用外部热源，工作气体不直接参与燃烧，因此又被称为外燃机。
只要外部热源温度足够高，无论是使用太阳能、废热、核原料、生物能等在内的任何热源，都可使斯特林热机运转，既安全又清洁，故其在能源工程技术领域的研究兴趣日益增加，极有可能成为未来动力的来源之一。
斯特林热机采用封闭气体进行循环，工作气体可以是空气、氮气、氦气等。
如图1所示，在热机封闭的气缸内充有一定容积的工作气体。
汽缸一端为热腔，另一端为冷腔。
置换器活塞推动工作气体在两个端之间来回运动，气体在低温冷腔中被压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。
如此循环不休，将热能转化为机械能，对外做功。
理论上，斯特林热机的热效率很高，其效率接近理论最大效率（称为卡诺循环效率）。
但二者又有所不同，前者由两个等温过程和两个等容过程构成，如图2所示。
而后者由两个等温过程和两个绝热过程构成。
斯特林热机属于可逆热机，既可用于制热，又可用于制冷；既可将热能→机械能，又可将机械能→热能。
如果用于制冷，则图2中的四个热力学循环将沿逆时针方向进行。
图2 斯特林热机的四个循环过程（实验室斯特林机实物图）3.部件功能:仪器上方的椭圆弹片对动力活塞起到弹性恢复力的作用. 配气活塞下方汽缸是热腔, 配气活塞上方汽缸是冷腔. 底部的十字弹片起到驱动配气活塞的作用.配气活塞在这里起到移气和再生的作用. 配气活塞的直径比气缸的内径小些, 当配气活塞自由上下移动时, 即可以把气缸内的气体工质挤下或挤上. 如果气缸底端加热, 而在气缸上端冷却,使上下两端具有足够的温差, 即可看见当配气活塞上移, 气缸内的气体被挤至气缸底端, 此时由于气缸底端加热, 因此气体受热, 压力变大, 此压力经由活塞与气缸间的空隙传到动力活塞, 使之上移. 相反的, 把配气活塞下移, 则气缸内的气体被挤至气缸上端, 此时由于气缸上端为冷却区, 因此气体被冷却, 使气体温度降低, 压力变小, 而使动力活塞下移. 如果不断使配气活塞上下移动, 即可看见动力活塞随之上下移动. 另外, 斯特林循环欲达到和卡诺循环相同的热效率, 必须将工质等容放热过程所放出的热量, 用来提供工质等容吸热升温所需的热量, 这个步骤叫作再生, 所使用的装置称为再生器. 本仪器的微孔配气活塞兼有再生器的作用.必须注意动力活塞与配气活塞二者相位差是π/ 2, 因为如果要使输出到曲柄联杆上的平均扭力最大, 就要使动力活塞向上移动到中间位置时获得最大的动力, 而当配气活塞移到最顶点的位置时, 由于底部加热空间最大, 所产生的压力最大, 动力活塞输出动力也最大, 而此时二者相位差是π/ 2.4.实验过程及现象：斯特林机由一个玻璃罩，大灯泡，活塞，转轮等组成。
斯特林热机演示实验观察报告
斯特林热机演示实验观察报告1.实验目的：了解斯特林机的工作原理，弄清具体工作过程，把理论与实际实验过程建立一定的联系，深入对斯特林机的理解。
2.实验原理：斯特林热机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的封闭往复式发动机。
它由苏格兰牧师斯特林提出。
18世纪末和19世纪初正值工业革命的高潮时期，热机普遍为蒸汽机。
热机的重要标志之一是它的效率，即吸收来的热量有多少转化为有用的功。
当时，蒸汽机的效率很低，只有3%~5%左右。
这一方面是由于散热、漏气、摩擦等因素损耗能量，另一方面是由于部分热量在低温热源处放出。
为了提高热机的效率，人们开始从理论上研究热机。
斯特林热机就是此时诞生的。
斯特林热机是一种高效率的能量转换装置，相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点，斯特林热机仅采用外部热源，工作气体不直接参与燃烧，因此又被称为外燃机。
只要外部热源温度足够高，无论是使用太阳能、废热、核原料、生物能等在内的任何热源，都可使斯特林热机运转，既安全又清洁，故其在能源工程技术领域的研究兴趣日益增加，极有可能成为未来动力的来源之一。
斯特林热机采用封闭气体进行循环，工作气体可以是空气、氮气、氦气等。
如图1所示，在热机封闭的气缸内充有一定容积的工作气体。
汽缸一端为热腔，另一端为冷腔。
置换器活塞推动工作气体在两个端之间来回运动，气体在低温冷腔中被压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。
如此循环不休，将热能转化为机械能，对外做功。
理论上，斯特林热机的热效率很高，其效率接近理论最大效率（称为卡诺循环效率）。
但二者又有所不同，前者由两个等温过程和两个等容过程构成，如图2所示。
而后者由两个等温过程和两个绝热过程构成。
斯特林热机属于可逆热机，既可用于制热，又可用于制冷；既可将热能→机械能，又可将机械能→热能。
如果用于制冷，则图2中的四个热力学循环将沿逆时针方向进行。
图2 斯特林热机的四个循环过程（实验室斯特林机实物图）3.部件功能:仪器上方的椭圆弹片对动力活塞起到弹性恢复力的作用. 配气活塞下方汽缸是热腔, 配气活塞上方汽缸是冷腔. 底部的十字弹片起到驱动配气活塞的作用.配气活塞在这里起到移气和再生的作用. 配气活塞的直径比气缸的内径小些, 当配气活塞自由上下移动时, 即可以把气缸内的气体工质挤下或挤上. 如果气缸底端加热, 而在气缸上端冷却,使上下两端具有足够的温差, 即可看见当配气活塞上移, 气缸内的气体被挤至气缸底端, 此时由于气缸底端加热, 因此气体受热, 压力变大, 此压力经由活塞与气缸间的空隙传到动力活塞, 使之上移. 相反的, 把配气活塞下移, 则气缸内的气体被挤至气缸上端, 此时由于气缸上端为冷却区, 因此气体被冷却, 使气体温度降低, 压力变小, 而使动力活塞下移. 如果不断使配气活塞上下移动, 即可看见动力活塞随之上下移动. 另外, 斯特林循环欲达到和卡诺循环相同的热效率, 必须将工质等容放热过程所放出的热量, 用来提供工质等容吸热升温所需的热量, 这个步骤叫作再生, 所使用的装置称为再生器. 本仪器的微孔配气活塞兼有再生器的作用.必须注意动力活塞与配气活塞二者相位差是π/ 2, 因为如果要使输出到曲柄联杆上的平均扭力最大, 就要使动力活塞向上移动到中间位置时获得最大的动力, 而当配气活塞移到最顶点的位置时, 由于底部加热空间最大, 所产生的压力最大, 动力活塞输出动力也最大, 而此时二者相位差是π/ 2.4.实验过程及现象：斯特林机由一个玻璃罩，大灯泡，活塞，转轮等组成。
物理热学实验
物理热学实验主题：物理热学实验导语：热学是物理学的一个重要分支，通过实验可以深入理解热学概念和原理。
本教案将介绍几个常见的物理热学实验，旨在帮助学生掌握相关概念和实验技巧。
一、实验一：测量物体的热容量1. 实验目的通过测量物体的热容量，探究物体对热量的吸收能力。
2. 实验仪器与材料温度计、烧杯、热源（例如热水），待测物体（如金属块）。
3. 实验步骤a. 将烧杯内注满热水，测量热水的初始温度。
b. 将待测物体放入热水中几分钟，使其温度达到热水的最终温度。
c. 从温度计上读取热水的最终温度。
d. 计算物体的热容量（热容量=物体的质量*温度变化量）。
4. 实验结果与分析测量不同质量、不同材料的物体的热容量，比较它们之间的差异，并分析可能的原因。
二、实验二：探究热传导1. 实验目的通过实验了解物体的热传导性质，探究导热的相关因素。
2. 实验仪器与材料实验细棒、杯热水、温度计、计时器。
3. 实验步骤a. 在一根实验细棒的一端用火炬加热。
b. 同时，用温度计测量另一端的温度，并记录时间。
c. 每隔一段时间，测量记录一次温度值。
d. 结束实验后，可以根据温度变化与时间的关系来了解热传导的特性。
4. 实验结果与分析观察温度曲线的变化趋势，分析不同材料和形状的细棒对热传导的影响。
三、实验三：测量蒸发热1. 实验目的通过测量蒸发热，了解物质蒸发过程中吸收热量的特性。
2. 实验仪器与材料烧杯、温度计、水。
3. 实验步骤a. 在烧杯中加入一定量的水，并记录水的初始温度。
b. 将烧杯放置在热源上，加热水使其蒸发。
c. 每隔一段时间测量一次水的温度，直到水完全蒸发。
d. 通过温度变化计算蒸发热（蒸发热=水的质量*温度变化量）。
4. 实验结果与分析分析水的质量、环境温度等因素对蒸发热的影响，并探讨水的蒸发过程中的能量转化情况。
结语：通过以上实验，我们可以更好地理解热学原理和概念，同时培养实验操作能力和数据处理技巧。
希望同学们能够主动参与实验，深入探索物理热学的奥妙。
热学小实验
热学小实验—气垫“大力士”[标签：热学空气]奥数精华资讯免费订阅找两只上口大、下底小的玻璃杯，叠放在一起。
用手稍稍提起上面一只玻璃杯，对着两只杯子之间的缝隙吹气。
这时候，上面一只玻璃杯会跃跃欲试跳出杯外，提着玻璃杯的那只手，必须用力握着才行。
如果将一枚曲别针放在两只玻璃杯之间，使它们中间留有缝隙，不用手提着，猛一吹气，上面一只玻璃杯“突”的一下，真会跳出下面的杯子哩！这是什么道理？要是在晚会上表演，一定会吸引不少人。
表演时注意，别让跳出的杯子摔在地上，粉身碎骨。
原来，当你对着两只玻璃杯之间的缝隙吹气时，气一下子放不出来，结果在玻璃杯之间形成一股压缩空气垫层，也就是气垫。
持续吹气，气垫层加厚，就会把上面一只杯子给垫起来。
如果不用手握着，最后势必被垫出杯外。
热学小实验—防雾玻璃来源：奥数网文章作者：蔡擎元 2009-10-19 12:57:30[标签：热学]奥数精华资讯免费订阅取一片洁净干燥的玻璃片，在中间部位均匀地涂一薄层洗净剂，将涂有洗净剂的一面朝下，放在盛有开水的暖瓶口上方。
过几秒钟后，拿起玻璃片一看，就会发现，没有涂洗净剂的部位布满小水珠，雾茫茫的；而涂有洗净剂的部位却没有小水珠，仍然是透明的。
水蒸气遇冷会在玻璃片上凝结成许多小水珠，这些小水珠在表面张力的作用下收缩成半球形或球形，使光线散射，所以看上去雾茫茫的。
洗净剂能降低水的表面张力，使水蒸气不能凝结成小水珠，而紧贴玻璃形成一层均匀的水膜，所以看上去仍是透明的。
现在市场上出售的玻璃防雾剂，就是根据这一原理制成的。
如果把镜片涂上这种防雾剂，冬天戴着眼镜去盛汤，镜片上就不会雾茫茫的了。
有趣的热学小实验一在水面下燃烧的蜡烛把蜡烛底部烤化，粘在一个大烧杯中底部的中央，向杯中注入凉水（温度越低越好），直到与蜡烛边缘向平为止。
点燃蜡烛，由于水从那里吸走了热量，使外层的蜡烛达不到熔点，因而不能融化，形成了个蜡制的管子，把火焰保护起来，这样火焰就逐渐跑到水面以下去了。
热学实验报告
一、实验目的1. 通过实验，加深对热学基本概念和原理的理解。
2. 掌握实验基本操作技能，提高实验数据分析和处理能力。
3. 熟悉温度计、量热器等实验仪器的使用方法。
二、实验仪器与器材1. 温度计2. 量热器3. 电热器4. 搅拌器5. 保温杯6. 待测液体（如水、酒精等）7. 实验记录本三、实验原理1. 热传递：热量从高温物体传递到低温物体，直到两者温度相等。
2. 比热容：单位质量物质温度升高1K所吸收的热量。
3. 热功当量：热量与功的比值，表示能量转化的效率。
四、实验步骤1. 将待测液体倒入保温杯中，用温度计测量初始温度T1。
2. 将电热器插入保温杯底部，打开电源，加热待测液体。
3. 在加热过程中，用搅拌器不断搅拌液体，使热量均匀分布。
4. 当液体温度升高到一定值后，关闭电源，停止加热。
5. 再次用温度计测量液体温度，得到末温T2。
6. 记录实验数据，包括初始温度、末温、加热时间、待测液体质量等。
五、数据处理与分析1. 计算待测液体的比热容c，公式为：c = Q/mΔT，其中Q为吸收的热量，m为待测液体质量，ΔT为温度变化。
2. 分析实验数据，计算实际测量值与理论值之间的误差，分析误差产生的原因。
3. 计算热功当量，公式为：热功当量 = Q/W，其中Q为吸收的热量，W为功。
六、实验结果与讨论1. 实验数据：初始温度T1：20℃末温T2：30℃待测液体质量m：0.1kg加热时间t：2min比热容c：4.18 J/(g·℃)热功当量：1.06 J/J2. 讨论与分析：（1）实验中，由于保温杯的保温性能有限，热量会有一部分散失到外界，导致实验数据与理论值存在一定误差。
（2）实验过程中，搅拌器不断搅拌液体，使热量均匀分布，减小了实验误差。
（3）实验结果表明，待测液体的比热容与理论值较为接近，说明实验结果具有较高的准确性。
七、实验总结1. 通过本次实验，加深了对热学基本概念和原理的理解，掌握了实验基本操作技能。
化学反应的能量变化的实验演示热效应与焓变的测量与计算
化学反应的能量变化的实验演示热效应与焓变的测量与计算化学反应中的能量变化是化学性质与热力学性质紧密联系的重要内容之一。
热效应和焓变作为描述化学反应能量变化的基本概念，通过实验测量和计算可以得到。
本文将介绍化学反应能量变化的实验演示以及测量与计算焓变的方法。
一、实验演示：燃烧反应的热效应测量为了展示化学反应的能量变化，我们可以选择燃烧反应实验来进行热效应测量。
这是因为燃烧反应通常具有较大的能量变化，便于测量和观察。
首先，准备一个恒温水槽，用以在反应中隔离温度变化。
在恒温水槽中放置一个燃烧酒精灯，并记录其初始温度。
接下来，选择适当的反应物，如固体镁带。
称量一定质量的镁带，并悬挂在燃烧酒精灯的火焰中。
点燃酒精灯，使镁带燃烧。
观察到镁带燃烧时，可以看到明亮的白色火焰，并感受到周围温度的升高。
同时，利用温度计在恒温水槽中测量水温的变化。
二、焓变的测量与计算根据热力学第一定律，焓变即化学反应过程中的能量变化，可以通过热效应的测量得到。
在实验中，我们通过测量恒温水槽中水温的变化来获得燃烧反应的热效应。
然后，利用以下公式计算焓变：ΔH = q/m其中，ΔH表示焓变的大小，q表示反应过程中释放或吸收的热量，m表示用于测量的物质的质量。
在这个公式中，我们需要确定反应过程中释放或吸收的热量。
对于燃烧反应，热量可以通过实验测量水温的变化来计算。
此外，根据燃烧反应的化学方程式和物质的质量，我们可以确定测量焓变所需的物质的质量。
通过实验测量得到的焓变值可以在很大程度上反映化学反应的能量变化情况。
而通过多个反应的焓变测量，我们可以进一步研究和分析不同化学反应之间的能量关系，为化学反应的研究提供重要的参考依据。
总结起来，热效应和焓变是描述化学反应能量变化的基本概念。
通过燃烧反应的实验演示，我们可以直观地感受到化学反应的能量变化。
而通过测量与计算焓变，我们可以获得更加准确的能量变化数值，为热力学及化学反应的研究提供重要的实验数据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章热学
5.1热力学第二定律（克劳修斯表述）
一、演示目的：
1、学习掌握热力学第二定律克劳修斯表述。
2、验证热力学第二定律，了解第二类永动机为什么不能实现的原因。
二、实验装置：
热力学第二定律演示仪（克劳修斯表述），如图5.1.1所示。
图5.1.1热力学第二定律演示仪
三、实验原理：
1.克劳修斯表述：
“不可能制造这样一台机器，在一个循环动作后，只是将热量从低温物体传送到高温物体而不产生其他影响”。
因此在一个循环动作后，将热量从低温物体传送到高温物体，外界必须对系统做功。
这种机器就是制冷机。
最简单的制冷机
Q为从低温的工作原理如图5.1.2所示，W为外界对循环的工作物质所做的功，
2
Q为向高温物体放出的热量。
物体吸取的热量，
1
图5.1.2制冷机的工作原理图 图5.1.3
制冷机的效能显然决定于循环过程中外界对工作物质(实验中使用的是氟里昂)所做的功，以及工作物体从冷却室中(欲降低温度的物体)吸收的热量2Q 。
常用制冷系数ε表示，其定义为：
W
Q 2=ε 如果0→W 则∞→ε，该机器在一个循环动作恢复原状态后，外面没有变化，唯一的结果就是把热量2Q 从低温物体传送到高温物体，如图5.1.3 所示，如果能做成这种机器，那么它的作用就等于热量自动从低温物体送到高温物体，系统和外界都不会发生其他变化，这是与克劳修斯表述相矛盾的，是不可能的。
2、仪器装置及原理
图5.1.4是实验装置工作流程图。
实验的工作物质，一般选取凝结温度或沸点较低的气体。
本装置用的是碳氟化合物中的氟里昂，其沸点为-29.8℃,它在温室（20℃）、常压（一个标准大气压）下是气体。
在室温、高压（10倍标准大气压）下是液体。
如图4所示，当工作物质在压缩机中被压缩成压强为大气压强的10余倍时，变为温度为70℃的气体，经与冷凝器（高温高压）放出热量Q 后转变为常温态的液体，然后经干燥器、毛细管后，即绝热膨胀，压强下降到大气压强的3倍以下，此时液体在低压下沸腾气化，吸收热量2Q ，经冷却室（蒸发器）其温度进一步下降，然后再次进入压缩机中，再被压缩，重复上述循环。
这样一个循环，即将热量2Q 从低温物体送至高温物体B ，外界做功为W 。