热学试验教学大纲

《热学实验》课程教学大纲

物理学（师范）专业

一．概述

1、课程的目的和任务

热学实验是物理学专业独立开设的一基础物理实验课程，是物理学专业的专业基础课。热学实验是对量热学、热膨胀、相变、气态变化等热现象及其基本规律的验证为主要研究内容。与力学实验相比，热学实验具有自己的规律及特点，其实验误差主要是系统误差。在实验中，因测温和散热所引起的误差是实验误差的主要方面。

在热学实验中，一般要求使被研究的系统成为孤立系统，为此，常使用量热器来达到绝热的目的，但是量热器毕竟不是一个完善的绝热器，除非系统与环境的温度时时刻刻完全相同，否则就不可能达到绝热要求。

基础物理实验课的目的及基本要求，测量基本概念与读数规则，有效数字基本概念及其运算法则，误差的基本概念和基本处理方法，不确定度基本概念及其评定方法，测量结果的正确表示以及数据处理的基本方法等内容。开设热学实验课的目的，一方面是使学生较系统地掌握与热学知识有关的基本测量方法和基本仪器的使用方法；培养学生实验基本技能；另一方面是通过实验培养学生的科学态度、科学方法和科学精神。热学实验课的任务是：通过本课程的教学，应使学生对实验科学中讲究客观真实的要求有一定的认识，具有应用常规力学学实验仪器进行实验观测的能力，能正确处理实验数据和表示出实验结果，并作出其不确定度评定。较为规范的书写出实验报告。

2、课程的基本要求

通过实验教学，使学生加深对热学基本理论和基本规律的认识；掌握基本量，热量、温度、比热容、压强的测量、能分析实验系统误差，

通过综合性、设计性实验教学，使学生了解综合性、设计实验方案的基本方法。

3、课程的学时安排

总学时：24学时学分1

大纲共列出7个实验，必做 4个，选做2 个，实验时每周4学时（预习1学时，实训3学时）

4、授课对象

物理与电子科学系、物理学（师范）本科专业

5、先修课程

力学、力学实验、热学、高等数学

二．课程内容与学时分配

热学实验绪论

1、热学实验的基本特点，热学孤立系统。

2、温度计、量热器、压强计等热学仪器特点。

3、散热修正。

要求：（1）理解各热学量的基本概念。

（2）散热修正理论及其方法。

实验一、用混合法测定固体的比热容

目的：掌握基本的量热方法—混合法，学习热平衡方程，散热修正理论。学习热学实验中系统误差的修正方法。

内容：用混合法测量金属块的比热容，用补偿法进行散热修正。

主要仪器：量热器、温度计(0.0—50.0℃及0—100℃玻璃温度计各一支)、待测金属块、加热器等

实验二、金属线胀系数的测定

目的：学习测量金属材料线胀系数的原理和方法，巩固光杠杆测量法。

内容：测量二金属试杆的线胀系数

主要仪器：线胀系数测定仪、光杠杆、钢卷尺、望远镜及镜尺、电炉、温度计、游标卡尺、蒸汽发生器、待测金属棒(铜质、铁质各一)

实验三、不良导体导热系数的测定

目的：学习用稳态平板法测定不良导体的导热系数，使用热电偶温度计，利用物

体的散热速率求热流量。

内容：调节稳态导热系数测定仪，建立稳态，测定不良导体的导热系数。

主要仪器：导热系数测定仪、热电偶 (铜一康铜) 、直流数字电压表、

待测样品橡皮盘、游标卡尺、杜瓦瓶。

实验四、液体粘滞系的测定

目的：学习测定在某一温度时蓖麻油的粘滞系数，验证内摩擦定律。

内容：用转动法和落针法测定在某一温度时蓖麻油的粘滞系数。

主要仪器：重力转动粘度计、落针式粘度计、待测蓖麻油、砝码、停表、温度计

实验五、液体表面张力系数的测定

目的：学习液体表面张力系数的测定方法，掌握用焦利秤的使用方法，

内容：用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

主要仪器：焦利秤、金属框、玻璃器、游标卡尺、酒精灯、砝码。

实验六、气体定律及气态方程验证

目的：验证气体定律和气态方程。

内容：用气体定律实验仪验证玻意耳一马略特定律，测定普适气体常数，验证查理定律，测定压强系数。

主要仪器：气体定律实验仪、查理波泡、杜瓦瓶、温度汁、福延气压计(共用)。

设计性实验

设计性实验是指给定实验目的要求和条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

实验七、冰的熔化热的测定（设计性实验）

目的：设计测定冰的熔化热的方法。

内容：测定冰块的熔化热，用图解法作散热修正。

主要仪器：量热器、温度计、物理天平、停表、冰、热水、干拭布三．考核方式

本课程考核方式采用百分制，平时成绩60%；期末考查40%。

四．教材

自编教材：王昆林、颜茜编《大学物理实验》热学部分

五．主要参考书

1、杨述武主编《普通物理实验》高等教育出版社2002年5月第3版。

2、谢行恕康士秀霍剑青主编《大学物理实验》，高等教育出版社2001年6月。

3、万纯娣王永新万春华等编《普通物理实验》南京大学出版社2000年第三版。

4、袁冬媛徐富新主编《大学物理实验教程》中南大学出版社2002年8月第2版。

5、陆廷济胡德敬陈铭南主编《物理实验教程》同济大学出版社2000年9月。

6、贾玉润王公治凌佩玲主编《大学物理实验》复旦大学出版社1987年7月第1版

7、刘子臣编著《大学基础物理实验》力学、热学及分子物理分册南开大学出版社2001

年4月。

撰稿人：王昆林审稿人：