实验11

实验活动11——配制一定物质的量浓度的溶液[实验操作]配制100 mL 1.00 mol·L－1的NaCl溶液步骤具体操作方法计算需要NaCl固体的质量为5.85 g。

称量用托盘天平称量时，称量NaCl固体的质量为5.9 g。

溶解把称好的NaCl固体放入烧杯中，用量筒量取40 mL蒸馏水加入，用玻璃棒搅拌，使NaCl固体完全溶解。

移液待溶液冷却至室温后，将烧杯中的溶液用玻璃棒引流注入容量瓶中。

洗涤用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2～3次，洗涤液也都注入容量瓶。

轻轻晃动容量瓶，使溶液混合均匀。

定容将蒸馏水注入容量瓶，液面离容量瓶颈刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面最低处与刻度线相切。

摇匀盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。

装瓶将配制好的试剂倒入干燥洁净的试剂瓶，贴好标签。

[实验拓展]1.用固体溶质配制一定物质的量浓度溶液的实验流程2.一定质量分数溶液的配制①配制流程：计算→称量(量取)→溶解(稀释)②配制示例：配制100 g 5%的NaOH溶液强化训练1.(2022·全国乙卷)由CuSO 4·5H 2O 配制已知浓度的CuSO 4溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。

答案 分液漏斗、球形冷凝管2.(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc 表示)。

(1)配制250 mL 0.1 mol·L －1的HAc 溶液，需 5 mol·L －1 HAc 溶液的体积为________mL 。

(2)下列关于250 mL 容量瓶的操作，正确的是________。

答案 (1)5.0 (2)C3(2020·全国卷Ⅰ)由FeSO 4·7H 2O 固体配制0.10 mol·L －1 FeSO 4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择，写出名称)。

实验11热塑性塑料聚氯乙烯的塑化、压制、成型实验一、实验目的1掌握聚氯乙烯板材压制成型的方法，并进行配方设计、混合和物料的压制；2了解聚氯乙烯板材压制成型过程中所用设备的基本结构及原理；3学会使用高速混合机、双辊混炼机及液压机等设备。

二、实验原理压制法生产硬聚氯乙烯板材是将聚氯乙烯树脂与加工助剂经过固体混合、粉体熔融塑化、压成薄片、在压机中经加热、加压，并在压力下冷却定型而制得的。

用压制法生产的硬板光洁度好，表面平整，厚度和规格可以根据需要选择和制备，是工业生产大型聚氯乙烯板材的一种常用方法。

聚氯乙烯硬板的制作可分为以下几步：1配方的设计配方的设计是树脂成型过程的重要步骤，对于聚氯乙烯树脂尤其重要，为了提高聚氯乙烯的成型性能，材料的热稳定性和获得良好的制品性能并降低成本，必须在聚氯乙烯树脂中配以加工助剂。

聚氯乙烯塑料配方中通常包含以下组份：(1)树脂树脂的性能应满足加工成型和最终制品的性能要求，用于硬质聚氯乙烯塑料的树脂通常其绝对黏度为1.5~1.8mPa·s的悬浮疏松型树脂。

(2)稳定剂稳定剂的加入可防止聚氯乙烯树脂在高温加工过程中发生降解而使性能变坏。

聚氯乙烯配方中所用的稳定剂按化学组成分为四类：铅盐类、金属皂类、有机锡类和环氧脂类。

(3)润滑剂润滑剂的主要作用是防止黏附金属等材料，延迟聚氯乙烯的凝胶作用和降低熔体黏度。

润滑剂可按其作用分为外润滑剂和内润滑剂两大类。

(4)填充剂在聚氯乙烯塑料中添加填充剂可大大降低产品成本和改进制品某些性能，常用的填充剂有碳酸钙、玻璃珠、玻璃纤维等。

(5)改性剂为改善聚氯乙烯树脂作为硬质塑料应用所存在加工性、热稳定性、耐热性和冲击性差的缺点，常常按要求加入抗冲改性剂，主要有以下几类：a冲击性能改性剂用以改进聚氯乙烯的抗冲击性及其低温脆性等，常用的有氯化聚乙烯（CPE）、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、丙烯酸酯类共聚物（ACR）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）等。

实验11-验证最大功率传输定理(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除实验十一 最大功率传输条件测定一、实验目的1. 掌握负载获得最大传输功率的条件。

2. 解电源输出功率与效率的关系。

二、原理说明1. 电源与负载功率的关系图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R 0可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示： 图1当R L =0或R L =∞ 时，电源输送给负载的功率均为零。

而以不同的R L 值代入上式可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值，使负载能从电源处获得最大的功率。

2. 负载获得最大功率的条件根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式中的R L 为自变量，P 为应变量，并使 dP/dR L =0，即可求得最大功率传输的条件：当满足R L =R 0时，负载从电源获得的最大功率为：这时，称此电路处于“匹配”工作状态。

3. 匹配电路的特点及应用在电路处于“匹配”状态时，电源本身要消耗一半的功率。

此时电源的效率只有50%。

显然，这对电力系统的能量传输过程是绝对不允许的。

发电机的内阻是很小的，电路传输的最主要指标是要高效率送电，最好是100%的功率均传送给负载。

为此负载电阻应远大于电源的内阻，即不允许运行在匹配状态。

而在电子技术领域里却完全不同。

一般的信号源本身功率较小，且都有较大的内阻。

而负载电阻（如扬声器等）往往是较小的定值，且希望能从电源获得最大的功率输出，而电源的效率往往不予考虑。

通常设法改变负载电阻，或者在信号源与负载之间加阻抗变换器（如音频功放的输出级与扬声器之间的输出变压器），使电路处于工作匹配状态，以使负载能获得最大的输出功率。

三、实验内容与步骤1. 按图2接线，负载R L 取电阻箱。

2. 按表1所列内容，令R L 在0~1K 范围内变化时，分别测出U O 、U L 及I 的值，表中U O ，P O，L LL R R R UR I P 202)(+==[]020240020:0)(2)()()(2)(,0R R R R R R R R R UR R R R RdR dPdR dP L L L L L L L L LL ==+-+++-+==，解得令即LL L L L MAXR U R R U R R R U P 4)2()(2220==+=分别为稳压电源的输出电压和功率，U L 、P L 分别为R L 二端的电压和功率，I 为电路的电流。

图11-3 测量并计算得到结果 图11-2 记录实验数据实验十一 研究机械能守恒定律►实验目的：研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。

►实验原理：将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。

►实验器材朗威®DISLab 数据采集器、光电门传感器、DISLab 机械能守恒实验器、铁架台、计算机。

►实验装置如图11-1。

►实验操作一、专用软件1、架设好DISLab 机械能守恒实验器。

如图11-1，将光电门传感器接入数据采集器第一通道。

2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“动能势能转换”，打开该软件。

3、测量DISLab 机械能守恒实验器摆锤的直径Δs 及其质量m ，将数据输入软件窗口下方的表格。

4、将磁铁夹固定在DISLab 机械能守恒实验器的A 点，依次将光电门固定在D 、C 、B 点。

固定光电门和磁铁夹时为达到精确定位，需使用测平器（测平器的使用方法参见用户手册）。

5、点击“开始记录”。

在A 点释放实验器的摆锤，摆锤通过光电门传感器的速度就显示在表格中。

6、变更光电门的位置，得出光电门传感器在D 、C 、B 三点时的数据（图11-2）。

7、点击“数据计算”，得到摆锤通过B 、C 、D 各点时的动能、势能和机械能值（图11-3）。

8、根据实验结果，可见在误差范围内，动能势能转化过程中机械能保持不变。

二、通用软件图11-1 验证机械能守恒定律装置图图11-4 通用软件的机械能守恒定律实验数据1、架设好DISLab 机械能守恒实验器。

2、点击教材通用软件主界面上的实验条目“动能势能转换”，打开该软件。

3、增加变量s ，h ，m ；添加公式v=s/t2，Ek=(m*v^2)，Ep=m*g*h ，E=Ek+Ep 。

4、将磁铁夹杆水平固定，依次将光电门固定在D 、C 、B 、A 点。

实验11 EDTA标准溶液的配制和标定
EDTA（乙二胺四乙酸）标准溶液是一种含有某一定量主体元素、用其来检测、分析特定元素和物质的标准溶液。

它的重要应用是作为终点试验的一种指示剂，被广泛用于化学分析中的定量测定。

1.准备所需试剂：纯度为99.0%或以上的精确配制EDTA；装有硝酸钠9.37mol/L及0.01mol/L NaOH溶液的测量烧瓶；玻璃瓶内装有醋酸钠（参照试剂）的酸度标准液；低阻ZL-5H涤纶离心收集管。

2.准确称取EDTA试剂：用精密天平称取7.47g EDTA试剂，放入收集管内，加入约1000mL清水，并混合溶解。

3.标定：用装有硝酸钠9.37mol/L及0.01mol/L NaOH溶液的测量烧瓶，调节pH值至7.2，加入EDTA调节液，然后把装有醋酸钠（参照试剂）的酸度标准液加入，直至颜色变化持续不变。

记录加标量和样品与酸度标准液之间的比色值，和所需调节液的体积。

4.样品的配制：取一定的样品加入测量烧瓶中，使用同样的方法处理，记录样品与酸度标准液之间的比色值及所需调节液的体积。

5.计算样品的EDTA含量：根据记录的加标量和样品与酸度标准液之间的比色值，可以计算样品的EDTA含量。

EDTA标准溶液的配制和标定需要掌握良好的相关知识及操作技能，其准确性对实验结果影响很大，因此要确保操作精确，大小关系要保持在可控范围，以确保试验结果的准确性。

实验十一 非线性混沌实验研究非线性科学和复杂系统的研究是二十一世纪科学研究的一个重要方向。

目前主要的研究方法是在给定的参量和初值后，依照一定的决定性关系用计算机按迭代法对其演变进行数值计算。

其相应的研究结论和成果在电子学、数学、物理学、气象学、生态学、经济学等领域得到了广泛应用。

长期以来，人们在认识和描述运动时，大多只局限于线性动力学描述方法，即确定的运动有一个完美确定的解析解。

但是自然界中最常见的运动形式，既不是完全确定的，也不是完全随机的，而是介于两者之间。

在相当多情况下，非线性现象却起着很大的作用。

1963年，美国气象学家Lorenz 在分析天气预报模型时，首先发现空气动力学中混沌现象，该现象只能用非线性动力学来解释。

于是，1975年“混沌”作为一个新的科学名词首先出现在科学文献中。

世界是有序的还是无序的？从牛顿到爱因斯坦，他们都认为世界在本质上是有序的，有序等于有规律，无序就是无规律，系统的有序有律和无序无律是截然对立的。

这个单纯由有序构成的世界图象，有序排斥无序的观点，几个世纪来一直为人们所赞同。

但是混沌和分形的发现，向这个单一图象提出了挑战，经典理论所描述的纯粹的有序实际上只是一个数学的抽象，现实世界中被认为有序的事物都包含着无序的因素。

混沌学研究表明，自然界虽然存在一类确定性动力系统，它们只有周期运动，但它们只是测度为零的罕见情形，绝大多数非线性动力学系统，既有周期运动，又有混沌运动，虽然并非所有的非线性系统都有混沌运动，但事实表明混沌是非线性系统的普遍行为。

混沌既包含无序又包含有序，混沌既不是具有周期性和其他明显对称性的有序态，也不是绝对的无序，而可以认为是必须用奇怪吸引子来刻划的复杂有序，是一种蕴涵在无序中的有序。

以简单的Logistic 映射为例，系统在混沌区的无序中存在着精细的结构，如倒分岔、周期窗口、周期轨道排序、自相似结构、普适性等，这些都是有序性的标志。

所以，在混沌运动中有序和无序是可以互补的。

实验十一用电流场模拟静电场在工程技术中，经常会遇到一些不易被测试条件不足的物理量，这时，往往采用模拟法来进行测量。

如对飞行器的性能进行测试，利用运动的相对性原理，把飞行器固定在风洞内进行鼓风，根据模拟飞行器的飞行来测试其有关性能。

模拟法是科学研究的一种方法。

它不直接研究物理现象或过程的本身，而用与这些现象或过程相似的模型和煦来进行研究。

例如用振动台模拟地震对工程结构物强度的影响，用电流场模拟水坝渗流，用光测弹性法模拟工程构件内应力分布等。

以上的模拟称为物理模拟，它们在模拟过程中保持物理现象或过程的本质不变，本实验介绍另一种模拟，称为数学模拟，它是指两个不同本质的物理现象或过程可以用类似的数学方程来描述的模拟。

模拟法本本质上是用一种易于实现，便于测量的物理状态或过程，来模拟不易实现、不便测量的状态或过程，只要这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，并且它们所满足的数学形式基本相同。

静电场传递一些带电体对另一些带电体的作用，它是物质存在的一种形式。

一般说来，静电测量要比直流电测量复杂。

尽管稳恒电流场与静电场是本质上不同的物理现象。

但是在一定条件下导电介质中稳恒电流场与静电场的描述具有类似的数学方程，因而可以用稳恒电流场来模拟静电场。

在科学实验中，我们常常需要了解各种电极或带电体周围的静电场。

但在多数情况下很难求出电场分布的解析，大都要采用实验的方法来确定静电场的分布。

本实验仪就是采用模拟法来描绘静电场，即用稳恒电流场模拟描绘静电场。

仿制所要研究的电极，用模拟实验方法研究静电场分布，在电子管、示波管、显像管和电子显微镜等电子束器件的设计和研究中具有实用意义。

一、实验目的1、了解模拟法描绘静电场的理论依据。

2、学会用模拟法研究静电场、在导电纸上描绘静电场分布的方法。

3、描绘几种静电场的等位线、根据等位线画出电力线。

4、加深对静电场、稳恒电流场的了解。

二、实验原理模拟法描绘静电场的理论依据是：带电体在其周围空间所产生的电场，可用电场强度E 和电位U的空间分布来描述。