09热学实验
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“比较不同物质吸热的情况” 教材实验 再现1.设计实验(1)取质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的两烧杯中,插入相同的温度计,用相同的电加热器加热。
(2)通过比较加热时间的长短来比较吸热量的多少。
(3)通过比较“质量相同的、不同种类物质升高相同的温度,吸收的热量” 来判断吸热能力的强弱(物理书)。
或者通过比较“质量相同的、不同种类物质吸收相同的热量,升高的温度” 来判断吸热能力的强弱。
(4)实验中用到的测量工具:天平、温度计、秒表。
2.实验方法:转换法、控制变量法。
3.进行实验:用相同规格的电加热器分别加热水和煤油,记录水和煤油的温度及加热时间。
填入表格 4.实验表格:5.实验结论:“质量相同的、不同种类物质升高相同的温度,吸收的热量不同,吸收热量多的物质吸热能力强。
” 或“质量相同的、不同种类物质吸收相同的热量,升高的温度不同,升高的温度少的物质吸热能力强。
”6. 为了表示物质在这种性质上的差异,引入的物理量是比热容。
“比较不同物质吸热的情况” 实验专题1.在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示.加热时间/min 0 1 2 3 4甲的温度/℃ 30 34 38 42 46乙的温度/℃ 10 18 26 34 42(1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体,分别倒入 的两烧杯中,用 的电加热器加热。
实验中用相同的电加热器加热,是为了使两种液体每分钟吸收的热量 (选填“相同”“不相同”)。
当它们吸收相同热量时,通过比较 来判断吸热能力的强弱。
(2)分析实验数据:当甲、乙两种液体都加热4分钟时,两种升高的温度的关系为Δt 甲 Δt 乙(填>、=或<),可知:两种液体中,吸热能力强的是 液体。
(3)分析实验数据:当甲、乙两种液体的温度都升高8℃时,两种液体吸收热量的关系为Q 甲 Q 乙(填>、=或<),可知:两种液体中,吸热能力强的是 液体。
(4)本实验采用的探究问题的方法是 、 。
收稿日期:2009-02-09硫酸铵粉煤灰混合焙烧制备氧化铝的热力学讨论李来时,刘瑛瑛(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)摘要:利用热力学的方法结合热重失重分析讨论了硫酸铵和粉煤灰混合焙烧及硫酸铝铵分解的反应过程,并通过实验加以验证。
在最佳条件下,粉煤灰中氧化铝提取率可达96%。
关键词:氧化铝;热力学;硫酸铵;粉煤灰中图分类号:TF821,X705 文献标识码:A 文章编号:100221752(2009)0921223Thermodynamics of extracting alumina from fly ashby ammonium sulfate calcination processL I Lai -shi and L IU Y ing -ying(S henyang A l umi ni um and M agnesi um Engi neeri ng and Research Instit ue ,S henyang 110001,Chi na )Abstract :The process of calcination using fly ash and ammonium sulfate as raw materials and the process of ammonium aluminum sulfate hydroxide de 2compound were analyzed with thermodynamics and thermal analysis methods.And the results of calculation were make sure through experiments.The extraction efficiency of Al 2O 3can reach 96percent under the optimum conditions.K ey w ords :alumina ;thermodynamics ;ammonium sulphate ;fly ash 粉煤灰是电厂排放的废弃物,全国到2000年已达12000万t 〔1〕,给环境造成了巨大的污染,因此开展粉煤灰的综合利用具有长远的战略意义。
第十章热学实验专题1、在探究热现象的实验中,小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图13甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图13乙所示,请回答下列问题:(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是。
(2)由图13乙可知,________(选填A或B)是冰,该物质在第4分钟时的状态为________,冰在熔化过程中________增大(选填分子动能成分子势能,当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是___________________________________________。
(3)加热1分钟,冰、石蜡均为固态,由图13乙可知,此时________(选填冰或石蜡)的比热容较大。
2、某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______________。
加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过_______________________来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表通过分析实验数据,能够得出的结论是:__________________________________________ ____________________________________________________________________。
(3)图乙是第1组同学绘制的吸收热量一时间和温度一时间图象,能正确描述该实验真实情况的图象是__________(选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是_________________________ _____________________________________________________。
物理热学动力学实验一、课程目标知识目标:1. 学生能理解热学动力学的基本概念,掌握温度、热量、内能等物理量的定义及它们之间的关系。
2. 学生能掌握进行热学实验的基本原理,了解实验装置的构造及工作原理。
3. 学生能通过实验数据,理解热传递的三种方式及其在生活中的应用。
技能目标:1. 学生能够独立操作热学实验装置,正确进行实验观察和记录数据。
2. 学生能够运用物理公式进行简单的热学计算,分析实验结果,解决实际问题。
3. 学生能够运用科学方法,设计简单的热学实验,验证相关理论知识。
情感态度价值观目标:1. 学生对热学动力学产生兴趣,培养探究物理现象的好奇心和学习热情。
2. 学生通过实验,体验科学探究的过程,增强团队合作意识和解决问题的能力。
3. 学生认识到物理学在生活中的广泛应用,树立正确的科学观念,关注能源利用和环境保护。
二、教学内容本节课依据课程目标,选取以下教学内容:1. 热学动力学基本概念:温度、热量、内能的定义及关系,热传递的三种方式(传导、对流、辐射)。
2. 实验原理及装置:介绍热传导实验、比热容实验、热量计算等,结合教材相关章节,分析实验装置的构造和工作原理。
3. 实验操作与数据处理:指导学生进行实验操作,学习使用温度计、热量计等仪器,掌握数据记录、处理和分析的方法。
4. 热学计算与应用:运用物理公式进行热学计算,联系实际生活中的热现象,解释和解决相关问题。
教学大纲安排如下:1. 引入热学动力学基本概念,解释温度、热量、内能等物理量之间的关系,引导学生关注热传递的三种方式。
2. 结合教材章节,介绍实验原理及装置,指导学生了解并分析实验装置的构造和工作原理。
3. 分组进行实验操作,学习使用相关仪器,记录实验数据,进行数据处理和分析。
4. 结合实例,进行热学计算,让学生将理论知识应用于实际问题,提高解决实际问题的能力。
教学内容确保科学性和系统性,与教材紧密关联,符合教学实际需求。
三、教学方法针对本节课的内容特点,选择以下教学方法:1. 讲授法:教师通过生动的语言和形象的比喻,向学生讲解热学动力学的基本概念和原理,使抽象的知识具体化,便于学生理解和接受。
利用身边器材设计实验——热学部分一、热学实验1、自选器材设计实验研究液体蒸发快慢与液体表面积的大小的关系2、自选身边的器材设计实验来验证“蒸发吸热”3、例(南方下大雪)积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变。
路面积雪经车辆压实后,车轮与路面的摩擦力减小,汽车易左右滑摆。
同时,汽车的制动距离也难以控制,一旦车速过快、转弯太急,都可能发生交通事故。
专家研究表明,气温不同,积雪的厚薄不同,对汽车的危害也不一样。
当积雪厚度在5cm以内,气温在0℃左右时,汽车最容易发生事故。
因为在这种条件下,路面上的冰雪常会呈“夜冻昼化”状态。
此时,护路工人常在路面上撒大量的盐,以避免“夜冻昼化”现象,即在相同气温条件下,融化了的冰雪不再结冰,从而减少交通事故的发生。
提出问题:在相同气温条件下,为什么水不再结冰了?猜想与假设:请你用学过的物理知识,针对这一现象产生原因提出一个合理的猜想,并说出你猜想的理由。
猜想:理由:设计实验方案:针对你的猜想,设计一个实验方案验证猜想的正确性。
实验方案及主要步骤:分析与交流;除了在路面上撒盐外,你还有什么常用的办法,可以避免减少交通事故,这样做的道理是什么?方法:道理:4、液态的露和固态的霜都是水蒸气液化和凝华成的。
水蒸气有时候会液化成露,有时候会凝华成霜。
(1)是什么因素影响水蒸气液化成露还是结成霜?请提出你的猜想。
(2)请设计一个实验检验你的猜想(写出主要的实验步骤)。
5.利用身边器材设计实验证明“摩擦生热”生活中,掉在地上的弹性小球会跳起,由于与空气摩擦,小球会越跳越低,最终停在地面上,在此过程中,机械能最终转化为内能.小朋友从滑梯上下滑时,臀部感觉发热6.用活塞式打气筒给自行车胎打气的过程中,气筒的筒壁通常会发热。
筒壁发热的原因是压缩气体做功做功和克服摩擦做功做功。
请设计实验证明究竟哪个是主要的发热原因 1. 用活塞式打气筒给自行车胎打气,记下打气的次数n,记下筒壁温度的变化量t1;2.单独拉动活塞式打气筒的活塞,拉动同样的次数n,记下筒壁温度的变化量t2,3.比较t1和t2,如果t2与t1的比值大于50%,则克服摩擦做功是主要的发热原因,如果小于50%,则压缩气体做功是主因。
中国石油大学传热学实验报告实验日期: 2012-5-21 成绩: 教师:班级: 石工09-10 学号: 09021452姓名: 任婷 同组者: 周霞实验一 Bi<0.1的物体在空气中的冷却规律一、实验目的1.验证Bi<0.1的物体在无限大介质中冷却时,温度只随时间变化,与空间坐标无关。
2.测绘出铜柱在空气中冷却时的温降曲线并与理论计算结果比较。
二、实验原理一个Bi<0.1的物体,初始温度为t 0,突然置于温度为常数的无限大介质中冷却,根据能量守恒定律,放出的热量应等于物体本身能量的减少,即:τρd dtcV t t hA -=-∞)( (1)式中:h —物体表面与介质间的放热系数(W/(m 2·℃) A —物体的表面积(m 2) τ—冷却时间(分) ∞t —介质温度(℃)c —物体比热(J/(kg ·℃)) ρ—物体的材料密度(kg/m 3) V —物体的体积(m 3)t —对应于τ时刻的物体温度(℃)(1)式积分可得:τρcVhAe t t t t _0=--∞∞(2)(2)式是在假定物体冷却时,物体内部各点温度相同的情况下推倒出来的,它表明,物体的温度只随时间变化,与空间坐标无关。
这中求解方法称为集总热容法。
本实验通过测定铜柱在空气中冷却时温度随时间的变化,验证上述假设是正确的。
做出铜柱的温降曲线并按(2)式计算结果做出温降曲线,比较两者间的差别。
三、实验设备1.铜柱悬挂架 1个2.铜柱 1个3.UJ—36型电位差计 1台4.电热器(电炉) 1个5.烧杯 1个6.冰瓶 1个7.秒表 1只8.切换开关 1个9.量具、工具若干10.镍铬-考铜热偶线若干四、实验方法实验装置由铜柱,悬挂架和测量仪表组成。
铜柱悬挂在支架上,以便放入烧杯中加热或放在空气中冷却。
用热电偶测量温度。
热电偶和铜柱示意图如下图1-1,1-2所示:图1-1 热电偶示意图图1-2 铜柱示意图实验时两人一组,自己焊接热电偶,连接测温线路。
高中化学气体加热实验教案
实验目的:
1. 了解气体在加热过程中的性质变化;
2. 掌握气体的加热与温度变化之间的关系;
3. 学会测量气体温度和压强的方法。
实验器材及药品:
1. 烧瓶、气缸、导管、温度计、压力计等;
2. 氢气、氧气、氮气等气体。
实验步骤:
1. 将烧瓶中加入少量气体,并用导管将气体连接到气缸;
2. 观察并记录气体的初温和初压;
3. 将烧瓶置于加热设备上,用温度计监测和记录气体的温度变化;
4. 加热过程中,观察气体的性质变化,包括温度、压强等;
5. 加热结束后,记录气体的最终温度和最终压强。
实验数据处理:
1. 根据记录的数据,制作温度与压强、温度与体积的变化图表,并加以分析;
2. 计算气体的热膨胀系数等物理性质参数;
3. 总结气体在加热过程中的性质变化规律。
安全注意事项:
1. 实验过程中需戴好实验室防护眼镜,确保实验环境安全;
2. 加热设备应小心操作,避免烫伤;
3. 气体操作要谨慎,防止发生气体泄漏事故。
拓展实验:
1. 根据实验数据,进行气体热力学参数的计算和分析;
2. 进一步探究气体的状态方程和热膨胀特性。
实验评价:
通过本实验,学生可以深入了解气体在加热过程中的性质变化,并掌握相应的实验技能和数据处理方法,为学生理解气体性质和热力学原理提供实际的实验基础。
第二节热学小实验热1:人的感觉不可靠器材:三只烧杯、冷水、热水、温水过程:在三只烧杯中分别装入冷水、热水和温水,让一名同学分别把两只手手指放入冷水和热水中,感觉一下冷、热水的温度高低。
再把两只手指同时放入温水中,感觉一下温度。
现象:从冷水中取出的手指放在温水中感觉热;从热水中取出的手指放在温水中感觉冷。
结论:人的感觉不可靠。
热2:自制温度计器材:透明玻璃瓶、橡皮塞、两端开口的玻璃管(或透明塑料管)、红水、橡皮圈。
方法:在橡皮塞钻个稍小于玻璃管的孔,将两端开口的玻璃管插入孔中,向玻璃瓶中装红水,但水不能装满,将插有玻璃管的橡皮塞在瓶口塞紧,红水会升到玻璃管的一定高度处。
把橡皮圈套在玻璃管上并对准液面处,作为液面的原始位置的标记,再在瓶口处用线绑个提纽就制成了温度计。
可用它判断温水的温度。
热3:汽化现象器材:食品袋一个、酒精、细线、盛热水的水槽过程:在食品袋中装入少量酒精,绑住袋口,使其不透气。
把食品袋放在热水中,观察现象。
现象:食品袋逐渐鼓起来。
结论:酒精汽化后体积变大。
热4:纸锅烧水器材:硬纸一张、曲别针数个、酒精灯、火柴、水、铁架台过程:把硬纸做成一个小盒并用曲别针固定好,放在铁架台上,在纸盒中装入一些水,用酒精灯加热,直到水沸腾;再继续加热,观察现象。
现象:水烧开了,但纸不着。
解释:水沸腾吸热,温度不变,没有达到纸的着火点。
热5:变动的火焰器材:蜡烛、火柴过程:点燃蜡烛,先将蜡烛置于打开的房门下方,观察火焰;再逐渐沿着房门上移,观察火焰。
现象:蜡烛在房门的下方时,火焰向屋内偏;上移至门中间时,火焰不偏;再上移,火焰向屋外偏。
解释:冷热空气对流形成的,冷空气从下方进入室内;热空气从上方出去。
热6:碘升华、凝华器材:烧杯、碘、圆底烧瓶一个、酒精灯、火柴、铁架台、水过程:在烧杯中放入少许碘颗粒,把装水的圆底烧瓶坐在烧杯口上。
用酒精灯给烧杯底微微加热,观察现象。
撤掉酒精灯,过一会,再观察现象。
现象:加热时,烧杯中充满了紫色碘蒸气;冷却后,烧瓶底部出现碘的晶体颗粒。
专题十四——热学实验专题1.小华同学利用图甲所示装置对适量的冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
图乙是他根据记录的数据绘制的温度~时间图象,根据图象回答:(1)冰属于晶体(选填“晶体”或“非晶体”);(2)在BC阶段物质处于固液共存状态;(3)冰熔化过程所用的时间为10 min;(4)从图乙可以推断出冰的比热容小于水的比热容(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
2.如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)小刚在组装实验装置的过程中意识到,悬挂温度计的铁杆位置很重要,铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对水温的测量。
(2)小刚在实验过程中,判断水是否已经发生了沸腾的根据是: A (填“A”或“B”)A.观察到的现象 B.温度计的示数(3)小刚完成实验后,注意到只有小强还没有完成实验,观察发现,小强没有使用烧杯盖,小刚经过分析认为,烧杯盖在本实验中的作用是减慢水的内能的散失,从而缩短了实验的时间。
(4)小刚还发现,在实验装置相同和组织正确的情况下,各组完成实验的时间也不一样,他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议:一个是减少烧杯中水的质量,二是提高烧杯中水的初温,如果你要做这个实验,在采取小刚的建议时,要注意哪些问题?写出其中的一个并说出你的理由。
减少烧杯中水的质量时,水量不宜过少,应能没过温度计的玻璃泡。
3.如图甲,是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置(该物质的沸点为217.9℃).图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象。
(1)该物质的熔点是80 ℃。
(2)该物质在AB段的比热容小于在CD段的比热容。
(选填“大于”“小于”或“等于”)(3)实验小组的同学发现加热20min后继续加热,被研究物质的温度却不再升高,这是因为烧杯中的水达到沸点,吸热沸腾,温度不再升高。
4.小嘉同学用如图所示装置探究“水的沸腾”(1)在组装实验器材时,应按照自下而上(填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装,图甲中A、B、C三种读温度计示数的方法正确的是 B (填“A”、“B”或“C”)(2)如图乙示数,由图象可知,在当时条件下,水的沸点是99 ℃;水沸腾后,移去酒精灯,水停止沸腾,说明水沸腾过程中需要吸热(填“吸热”或“放热”)(3)如图丙、丁所示,表示水正在沸腾的图形是图丙;水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”,“白气”实质上是小水滴(填“水蒸气”或“小水滴”)5.小明做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验,实验装置如图所示。
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:1.在两个集气瓶中装入空气和二氧化氮气体;2.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;3.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。
练习:1.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。
2.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()A.丁香芳香四溢 B.湖面波光粼粼C.雪花飘飘 D.柳絮漫天飞舞答案:A。
实验二:《液体的扩散》实验器材:量筒、水、硫酸铜溶液。
实验步骤:1.在量筒中装入适量硫酸铜溶液;2.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;3.十天、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:1.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。
2.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。
图1 图2图3热学实验专题一、在“探讨水的沸腾”的实验中,小兵记录的数据见下表:(1)依照表中数据,在图1中的方格纸上画出水的沸腾图像。
(2)从图像能够看出,现在水的沸点是 ℃, 该地址的大气压 一标准大气压。
(填“大于”、 “小于”或“等于”)(3)水沸腾时要 热量,但在沸腾进程中 维持不变。
二、如图2所示在“观看水的沸腾”实验中,当水温升到89℃时,小徐开始计时,每隔1m in 记录一次水的温度。
然后,小徐依如实验数据绘制了如图所示的温度随时刻转变的图像。
(1)由图像能够看出,把水从93℃加热到刚开 始沸腾所需时刻为 min 。
(2)依照图像能够推断,若是在其它条件不变 的情形下继续对水加热1min ,则水的温度是 ℃。
(3)若小徐测出实验用水的质量为lkg ,则将水 从89℃加热到94℃需吸收 J 热量。
[水的比热C =×l03J/(k g·℃)]3、在“观看水的沸腾”实验中:(1)如图3所示,是小明同窗用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图。
A 是操作进程,B 是读数进程,C 是读取的温度。
①A 图中操作的错误是________________________; ②B 图中读数的错误是________________________; ③若操作正确无误,依照C 图可知现在烧杯中水的 实际温度是_________℃。
(2)小明同窗在利用图3所示的装置做实验时,发觉 从开始给水加热到水开始沸腾所用的时刻太长,请你 帮助他找出可能存在的缘故。
(写出两种即可) ①_________________________________; ②_________________________________。
4、为了研究水的沸腾,张怡然同窗观看了水在加热进程中温度随加热时刻的转变情形,并记录有关数据如下表:时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度/℃ 8788899091929394949494时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度/℃ 90 92 94 96 97 98 99 99 99 99图5 甲图6乙(1)请依照记录的数据在图4中先描点,再用平 滑的曲线画出温度随时刻转变的图象。
初三小考1.已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。
在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时,可供选择的器材有:8V稳压电源一个;20Ω和50Ω的滑动变阻器各一个;停表和开关各一个;塑料盒与U形管相连的实验装置一个,盒内密封着空气,盒内电阻丝的阻值为20Ω;导线若干。
(1)该实验选用Ω的滑动变阻器更好。
(2)连接好的实验图如图13所示。
每次实验(即获得一组数据)后,都要断开开关,打开盒盖上的通气孔,U形管内两液面迅速回到原位,等片刻后,关闭通气孔,再进行下一次实验。
请画出实验用的表格,表中要有必要的信息。
(3)某同学对实验方案进行了重新设计:第一次实验记录高度差后,立即移动滑片增大电流做第二次实验,……。
每次实验加热时间相同,记录的U形管内两液面高度差依次为Δh1、Δh2……。
在处理数据时,该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量,他这样处理数据是否正确?。
理由是。
2.(6分)在探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间是否有关”实验中,可供选择的实验器材有:稳压电源、1OΩ电阻、5Ω电阻和开关各一个,导线若干;还有六个如图15所示的实验装置,容器内电阻丝的阻值分别为5Ω、5Ω、lOΩ、1OΩ、1OΩ、15Ω。
(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻是否有关”时,选择了几个实验装置,所选择的实验装置容器内电阻丝的阻值分别为________________________。
(2)在探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关"时,请画出电路图。
(要求:在电路图上标出各电阻的阻值,并注明哪几个电阻是电阻丝)(3)该实验中采集什么信息来反映电流通过电阻丝产生热量的多少?_____________________。
理由是:_______________________________________________________________________。
热学实验题一.探究改变内能的方法探究不同物质的吸热能力1.夏天中午海边的沙子热,海水却很凉;傍晚海边的沙子凉,海水却较暖和。
对此,同学们提出如下猜想:可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快,为了比较水和沙子吸热本领的大小。
他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网,除此之外,(1)还需要___温度计___、___停表___;实验时使用搅棒的作用是___使沙子和水能均匀受热。
小明在两个相同的烧杯中分别装入等质量的沙子和水,用相同的酒精灯对其加热,(如右图)实验数据记录如下。
(2)比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种:①_升高相同的温度比较热量的多少_;②__吸收相同的热量比较升高的温度的多少___ 。
(3)探究过程中有部分同学提出猜想:可能是中午海水蒸发吸收热量,所以温度低;而沙子不蒸发,所以温度高,你认为上述猜想是否正确,请说明理由:______ ___不正确_如果按照海水蒸发吸收热量,所以温度低;而沙子不蒸发,所以温度高的说法,那么晚上海水温度低,沙子的温度高,这与事实不符合.(标准答案)当在傍晚时,海水仍在蒸发,仍在吸收热量,而海水的温度却比沙子的温度高(4)分析上表中的实验数据可知;质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量大于(大于/小于)沙子吸收的热量。
(5)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(4)结论不符,你认为可能的原因是:水的导热性能好或沙子的导热性能不好。
(6)由于物体吸收热量的多少不便用仪器测量,本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短。
在探究活动中常用到这种方法(转换法)。
运用这种方法设计一个方案来比较电磁铁磁性的强弱。
_把电源,滑动变阻器,电磁铁开关串联起来,在不同的电流下,观察电磁铁吸引大头针的数目,就可以知道电磁铁的磁性强弱。
__(7)如上图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置.设计实验方案时,他们确定以下需控制的变量,其中多余的是( D )A.取相同质量的沙子和水B.盛放沙子和水的容器相同C.采用完全相同的加热方式D.酒精灯里所加的酒精量相同3.有四位同学。
教案纸实验1探究物体的熔化、凝固过程典例1 (2011年中考•云南玉溪卷)某物理兴趣学习小组用海波和石蜡探究固体熔化时温度的变化规律,他们的实验数据记录如下,请回答下列相关问题.(1)________________________ 从表中数据分析得出,是晶体,其熔点为_______ °C,在熔化过程中要热.(2)_____________________________________________ 海波在10- llmin温度上升快,原因是:.典例2 (2011年中考•黑龙江哈尔滨卷)小聪在探究“冰熔化过程的规律”实验中,根据收集的数据绘制了如图所不的图线.(1)___________________________________ 实验中选取的测量工具是;(2)_______________________________________ 分析图像可知:①冰的熔点是____ ;②冰的熔化规律是(3)_______________________________________________________ 请从能量角度解释冰的熔化现象:。
典例3 (2011年中考•河南卷)小聪在“探究晶体的熔化规律”实验中,所用装置如图所示。
下表为他记录当”的含义是: ____________________ 和 _________________________ o(2) _____________________ 该晶体的熔点是 °Co(3)小聪从数据中还发现:该物质在开始2min 比最后2min 升温快,这是由于它在固态时的吸热能力比液态 时的吸热能力 _______ (选填“强”或“弱”)造成的。
1答案:(1)海波;48;吸 (2)比热容发生变化 2答案:(1)温度计;秒表(手表)(2)①0°C ②吸收热量,温度不变(3)吸收热量,内能增大,使冰内部分子的运动及结构发生变化,从而状态发生变化。
给我一个支点,可以撬起整个地球。
——阿基米德九年级物理热学实验(提高)学校:___________姓名:___________班级:___________一、实验题1.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。
燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择_____两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过_____来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);(2)比较不同物质吸热升温的特点:①应选择__________两图进行实验;需要的测量器材:_____、_____ 、____。
①不同物质吸热的多少是通过________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);①如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图所示,______液体的比热容较大。
①若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•①),液体A的比热容是______J/(kg•①)。
①通过实验可以发现,不同物质吸热的能力不同,相同条件下吸热升温较快的物质,其吸热的能力较______________(强/弱)。
2.(1)在组装器材时,是按照(选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序,在固定石棉网时,应处于酒精灯火焰的(选填“外焰”“内焰”或“焰心”)位置.(2)如图1甲所示,是小明同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图.①A图中的操作错误是;①B图中的读数方法错误是.(3)当水温升到88①时,每隔lmin读一次温度计的示数,直到水沸腾3min后停止读数,数据记录如表:①某次数据没有记录,当时温度计示数如图丙所示,请将漏填的数据填在表格内.①根据表格中的数据,在图1丁的小方格纸上画出水的温度随时间变化的图象;①从图象可以看出水的沸点是①,说明此时气压(选填“<”、“>”或“=”)1个标准大气压.水在沸腾过程中温度(填“升高”、“不变”或“降低”),并看到有“白气”不断从烧杯中冒出,这些“白气”是由于水蒸气(填写物态变化名称)而产生的.撤去酒精灯,发现水的沸腾停止,说明水沸腾过程中需要(选填“吸热”或“放热”).(4)如图2A、B是该同学观察到液体沸腾前和沸腾时气泡在液体中的上升过程,则图是液体沸腾时的情况.(5)如图乙,某两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图象如图3所示,得到a、b两种不同图象的原因是水的不同.(6)某四个实验小组测得水的沸点如表所示:对于上述实验数据,下列说法正确的是.A.四个小组实验都失败了,因为水的沸点是100①B.只有第2小组数据可以接受,因为他们的数据最接近100①C.只有第1小组数据不可以接受,因为他们的数据偏离100①最大D.只要实验操作正确,数据真实,上述数据均有效3.为了比较不同物质的吸热情况,小阳选取了质量相同的甲和乙两种液体进行实验。
实验一 金属比热容的测定冷却法测定金属比热容是一种量热学中常用方法。
通过做冷却曲线可测量各种金属在不同温度时的比热容。
本实验以铜为标准样品,测定铁、铝样品在100℃或200℃时的比热容。
通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间的温差关系以及进行测量的实验条件。
单位质量的物质,其温度升高1K (1℃)所需的热量叫做该物质的比热容,其值随温度而变化。
[实验目的]1、学会基本的量热方法——冷却法。
2、测定金属的比热。
3、学习热学实验中系统散热带来得误差的修正方法。
[实验仪器]金属比热容测量仪、升降台、热源(电烙铁)、铜-康铜热电偶、金属样品(铁、铜、铝)、防风筒[实验原理]将质量为1M 的金属样品加热后,放到温度较低的介质(例如:室温中的空气)中,样品将会逐渐冷却。
其单位时间的热量损失(ΔQ /Δt )与温度下降的速率成正比,于是得到下述关系式:tM C t Q∆∆=∆∆111θ (1) (1)式中1C 为该金属样品在温度1θ时的比热容,Δ1θ/Δt 为金属样品在1θ时的温度下降速率。
根据牛顿冷却定律有:m s a tQ)(0111θθ-=∆∆ (2)(2)式中1a 为热交换系数,1s 为该样品外表面的面积,m 为常数,1θ为金属样品的温度,0θ为周围介质的温度。
由式(1)、(2),可得:m s a tM C )(0111111θθθ-=∆∆ (3) 同理,对质量为2M ,比热容为2C 的另一种金属样品,可有同样的表达式:m s a tM C )(0222222θθθ-=∆∆ (4) 由(3)、(4)两式,可得:mms a s a tM C t M C )()(01110222111222θθθθθ--=∆∆∆∆所以:mm s a tM s a t M C C )()(01112202221112θθθθθ-∆∆-∆∆= 如果两样品的形状尺寸都相同(即21s s =),两样品的表面状况也相同(如涂层、色泽等)、且周围介质(空气)的性质在相同的情况下有21a a =。
于是当条件不变(即室温0θ恒定而样品又处于相同温度θθθ==21)时,上式简化为:221112)()(tM t M C C ∆∆∆∆=θθ (5) 如果已知标准金属样品的比热容为1C 、质量为1M 、待测样品的质量为2M 及两样品在温度θ时的冷却速率之比,就可以求出待测的金属材料的比热容2C 。
[实验内容]1. 温度用铜-康铜热电偶测量,热电势用三位半数字电压表测量,数字电压表的量程为20mv,根据读出的mv 数查本实验后面所列附录:铜-康铜热电偶分度表即可换算成温度。
2. 选取长度、直径、表面光洁度尽可能相同的三种金属样品(铜、铁、铝)用物理天平分别测出其质量Cu M 、Fe M 、Al M 。
3. 使热电偶热端的铜导线与数字表的正端相连;冷端的铜导线与数字表的负端相连。
当数字电压表读数为一定值即200℃(9.286)时,切断电源移去电炉,样品继续安放在与外界基本隔绝的金属圆筒内自然冷却(筒口须盖上盖子)。
当温度降到102℃(4.371mv )时开始,测出样品从102℃(4.371mv )下降到98℃(4.184mv )所需要的时间0t ∆。
按铁、铜、铝的次序,分别测量其温度下降速度,每一样品得重复测量5次。
因为各样品的温度下降范围相同(θ∆=102℃-98℃=4℃)所以公式(5)可以简化为122112)()(t M t M C C ∆∆=[数据处理] 实验数据例:样品质量: Cu M =4.830g;Fe M =4.280g;Al M =1.500g 热电偶冷端温度:0θ=0℃样品由102℃下降到98℃所需时间(单位为S )图1以铜为标准:C 1=C U C =3.850210⨯⋅⋅-1kg J ℃1-铁:122112)()(t M t M C C ∆∆==3.850210⨯⨯38.8280.489.8830.4⨯⨯=4.61210⨯⋅⋅-1kgJ ℃1-铝:133113)()(t M t M C C ∆∆==3.850210⨯⨯38.8500.131.6830.4⨯⨯=9.34210⨯⋅⋅-1kgJ ℃1-[实验装置]如图1所示,其中A)热源,采用75瓦电烙铁改制而成,利用底盘支撑固定并可上下移动;B)实验样品,是直径5mm ,长30mm 的小圆柱,其底部钻一深孔用于安装热电偶,而热电偶的冷端则安装在冰水混合物内; C)铜-康铜热电偶;D)热电偶支架;E)防风容器;F)三位半数字电压表;G) 冰水混合物。
技术指标:1. 数字电压表:三位半,量程:0-20mv ,分辨率:0.01mv,准确度:±0.3%读数+1字。
2. 加热器功率:75W.3. 传感器采用铜-康铜热电偶。
4. 测量金属在100℃时的比热容与公认值百分差小于5%。
5. 输入交流电压:220V ±10%.6. 电源功率约:90W.7. 重量:7.5Kg. [思考与讨论]1.冷却法测金属比热容的理论根据是什么?2.分析本实验中哪些因素会引起系统误差?测量时应怎样减小误差? 3.试比较冷却法与传统混合法在测定金属比热容时的优劣。
[注意事项]1.热电偶的冷端必须安装在冰水混合物内(即保证热电偶参考端温度为0℃),否则数字电压表的读数将与本书所列参考值不同。
2.金属样品在自然冷却时必须将热源移去。
3.金属样品加热时温度较高,取放时必须用镊子,避免烫伤。
实验三 水的汽化热的测定物质由液态向气态转化的过程称为汽化,液体的汽化有蒸发和沸腾两种不同的形式。
不管是那种汽化过程,它的物理过程都是液体中一些热运动动能较大的分子飞离表面成为气体分子,而随着这些热运动较大分子的逸出,液体的温度将要下降,若要保持温度不变,在汽化过程中就要供给能量。
通常定义单位质量的液体在温度保持不变的情况下转化为气体时所吸收的热量称为该气体的汽化热。
液体的汽化热不但和液体的种类有关,而且和汽化时的温度有关,因为温度升高,液相中分子和气相中分子的能量差别将逐渐减小,因而温度升高液体的汽化热减小。
物质由气态向液态转化的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同的热量,因而,可以通过测量凝结释放出的热量来测量液体汽化时的汽化热。
[实验目的]1. 测定水在沸腾温度下的汽化热。
2. 学习590AD 集成电路温度传感器的测温原理。
[实验仪器]液体比汽化热测定仪、加热炉、烧杯、量热器、590AD 集成电路温度传感器、物理天平。
[实验原理]物质由气态向液态转化的过程称为凝结,凝结时将释放出在同一条件下汽化所吸收的相同的热量,因而,可以通过测量凝结释放出的热量来测量液体汽化时的汽化热。
本实验采用混合法测定水的汽化热。
方法是将烧瓶中接近100℃的水蒸汽,通过短的玻璃管加接一段很短的橡皮管(或乳胶管)插入到量热器内杯中。
如果水和量热器内杯的初始温度为1θ℃,而质量为M 的水蒸汽进入量热器的水中被凝结成水,当水和量热器内杯温度相同时,其温度值为2θ℃,根据热平衡原理,水的汽化热可由下式得到:)()()(122123θθθθ-⋅++=-+Al Al W W C m C m mC MC ML(1)其中W C 为水的比热容;m 为原先在量热器中水的质量;C Al 为铝的比热容;m 1 和m 2分别为铝量热器和铝搅拌器的质量;3θ为水蒸汽的温度;L 为水的汽化热。
集成电路温度传感器590AD 是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两引出端当加有某一定直流工作电压(一般工作电压可在4.5V —20V 范围内)时,如果该温度传感器的温度升高或降低1℃,那么传感器的输出电流增加或减少1A μ,它的输出电流的变化与温度变化满足如下关系:A B I +⋅=θ(2)其中,I 为590AD 的输出电流,单位A μ;θ为摄氏温度,B 为斜率,A 为摄氏零度时的电流值,该值恰好与冰点的热力学温度273K 相对应(实际使用时,应放在冰点温度时进行确定)。
利用590AD 集成电路温度传感器的上述特征,可以制成各种用途的温度计。
在通常实验时,采取测量取样电阻R 上的电压求得电流I 。
[实验内容]1. 集成电路温度传感器590AD 的定标。
每个集成电路温度传感器的灵敏度有所不同,在实验前,应将其定标。
按图1要求接。
(实际在我们提供的测量仪器中已经接好电阻为1000Ω±1%,数字电压表为四位半,传感器加电源电压为6V 。
只要把590AD 的红黑接线分别插入孔即可进行定标或测量)。
把实验数据用最小二乘法进行直线拟合,求得斜率B ,截距A 和相关系数γ.图 1以下数据仅供参考:根据集成电路温度传感器590AD 的定标结果,经最小二乘法拟合得B =1.012A μ/℃;A =271.6A μ2. 水的汽化热实验:① 用物理天平称取量热器和搅拌器的质量21m m +,然后在量热器内杯中加一定量的水,再称出盛有水的量热器和搅拌器的质量,减去21m m +,得到水的质量m 。
② 将盛有水的量热器内杯放在冰块上,预冷却到比室温低的某一温度。
将预冷过的内杯放到量热器内再放在水蒸气管下,使通气橡皮管插入水中约1厘米深,注意气管不宜太深以防止通气管被阻塞。
③ 根据集成电路温度传感器590AD 的定标结果,读出温度仪读数θ(室温)。
④ 通蒸汽前,要首先记录温度仪的数值1θ(量热器中水的初温)。
⑤ 将盛有水的烧瓶加热,开始加热时可以通过温控电位器顺时针调到底,此时瓶盖移去,使低于100℃的水蒸气从瓶口逸出。
当烧瓶内水沸腾时可以由温控器调节,保证水蒸气出入量热器的速率符合实验要求。
⑥ 迅速将瓶盖盖好继续让水沸腾,向量热器内的水中通蒸汽并搅拌量热器内的水。
⑦ 停止电炉通电,并打开瓶盖不再向量热器通气,继续搅拌量热器内杯中的水,读出水和内杯的末温度2θ(通蒸汽时间的长短,以尽可能使量热器中水的末温度2θ与室温的差值同室温与初温1θ差值相近为宜,这样可使实验过程中量热器内杯与外界的热交换相抵消)。
⑧ 再一次称量出量热器内杯水的总质量总M 。
计算出通入量热器中水蒸气的质量-=总M M 0M (0M 为未通气前,量热器内杯、搅拌器和水的总质量)。
⑨ 将所得到的测量结果代入公式(1),即求得水在100℃时的汽化热。
⑩ 重复以上步骤2-3次,分别计算每次的汽化热数值,进行误差分析。
[数据处理] 实验数据例:1. 水的汽化热的测量数据如下:查表得:C W =4.187⨯10J/(Kg•℃); C Al =0.9002⨯10J/(Kg•℃)6(※百分差是指与公认值百分偏差)L 表示水的汽化热,L '表示经过传感器吸收热量修正的水的汽化热。
修正方法是测量集成电路温度传感器590AD 的热容量,即将已知温度3θ的传感器入水部分,放入温度为1θ的量热器内杯中利用热平衡原理测量集成电路的热容量。