熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（頁）

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1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.測量機(jī)械功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰渴睾愣刹y量熱功當(dāng)量。2.掌握熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的111］線校正方法.二、儀器設(shè)備：J-FR3型熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)儀、天平(50mg)及附件、燒杯、溫度計(jì)(0」°C)、秒表、祛-碼、鋼卷尺.三、實(shí)驗(yàn)原理:J-FR3型熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)儀的主耍部分為兩個(gè)黃銅制成密切相合的圓錐體。外圓錐體直立于轉(zhuǎn)軸上，可山搖輪通過皮帶傳動(dòng)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。并有記轉(zhuǎn)器與轉(zhuǎn)軸相聯(lián)。內(nèi)圓錐體系空心銅杯，可盛放水，上置大圓盤，沿圓盤外周丿IJ軟線通過一小滑輪懸掛袪碼，使產(chǎn)上一力矩，以阻止內(nèi)圓錐體隨同外I員I錐體轉(zhuǎn)動(dòng)。若此力矩與內(nèi)

2、圓錐體間的摩擦力矩相等且作用方InJ札I反時(shí)，內(nèi)錐體將停留不轉(zhuǎn)動(dòng)，祛碼亦懸空。此種情況下，相當(dāng)于外錐體轉(zhuǎn)動(dòng)一樣。祛碼下落所作的功則完全消耗在克服內(nèi)外錐體間的摩擦，故若圓盤半徑為R外錐體轉(zhuǎn)動(dòng)n轉(zhuǎn)相當(dāng)于磁碼卜-落17mR假定祛碼質(zhì)量為m則祛碼下落所作之功，亦即消耗在內(nèi)外錐體間的摩擦功為：27mRmg此項(xiàng)摩擦消耗的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｆ錈崃靠捎蓛?nèi)外錐體及杯內(nèi)所盛水的溫度變化量予以求算。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1?熟悉儀器：先將人圓盤及內(nèi)外兩錐體取下，可看到外錐體底朋有一缺口，安裝時(shí)可將錐體轉(zhuǎn)動(dòng)位置待缺口對(duì)準(zhǔn)軸上的銷子，錐體即座落在軸上，扶止

3、錐體并稍微向下壓緊即可。裝上大圓盤處于近水平位置。懸掛祛碼鉤的線一端固定在圓盤邊上將線在盤周槽內(nèi)套一圈再跨過小滑輪，并使懸線與圓盤成止切。搖動(dòng)搖輪，并一手拉住砥碼鉤，阻止圓盤及內(nèi)錐體隨同外錐體轉(zhuǎn)動(dòng)。試搖數(shù)轉(zhuǎn)后可加約100—200克祛碼,使在外錐體靜止時(shí)，能拖動(dòng)圓盤帶動(dòng)內(nèi)錐體轉(zhuǎn)動(dòng)。再徐徐搖動(dòng)搖輪，控制搖轉(zhuǎn)的速度，將能使他碼懸掛在空屮不動(dòng)。適當(dāng)調(diào)節(jié)祛碼重蜃，至搖倫每分鐘約6()轉(zhuǎn)較為適宜。2?記錄數(shù)據(jù)：室溫：由溫度計(jì)讀出；圓盤周長：用圓盤上的線繞圓盤一周，用鋼卷尺測量細(xì)線的長度；攪拌棒的質(zhì)量，內(nèi)、外圓錐體的質(zhì)量：市大平測岀，記

4、轉(zhuǎn)器初始值：注意左邊的計(jì)數(shù)盤每格為一轉(zhuǎn)，而左邊的計(jì)數(shù)盤每格為100轉(zhuǎn).用燒杯取大約100m1的水（注意：水的溫度應(yīng)低于室溫大約10度為宜，可用溫度計(jì)測屋）.放于天平上稱岀燒杯連同水的總質(zhì)量，然后収下熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)儀的大圓盤，將水加入到小圓錐體的小杯中，至杯口12?15mm為宜.然后稱出剩余水及燒杯的總質(zhì)量.并記錄兩次稱量的結(jié)果，他們的差值即為我們實(shí)驗(yàn)屮注入水的質(zhì)量。1.重新裝上大圓盤并插入溫度計(jì)并浸入水中央。用攪拌器輕輕上下攪動(dòng)，待溫度上長較為緩慢時(shí)，每隔大約二分鐘記錄一次水的溫度，并注意記錄每一溫度相對(duì)應(yīng)的吋間值（注意：在

5、整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中吋間記錄值為連續(xù)變變化值，秒表不可暫停或清零），一面觀察溫度計(jì)待水的溫度回升到較室溫低2度左右時(shí)，即可開始實(shí)驗(yàn)。2.隨即搖動(dòng)手倫，控制搖倫速度，使怯碼保持在懸掛空中狀態(tài)，繼續(xù)不停搖轉(zhuǎn)，并不時(shí)攪動(dòng)攪拌器及觀察溫度計(jì)并記錄每一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的溫度，每隔二、三分鐘記錄一次，待溫度計(jì)指示水溫已比室溫約高2度時(shí)停止搖轉(zhuǎn)，一面繼續(xù)攪動(dòng)攪扌半器并注意溫度計(jì)指示值的變化，停止搖轉(zhuǎn)后溫度仍會(huì)上升，將最高指示值記下，記錄記轉(zhuǎn)器最后讀數(shù)。3.不斷的用攪拌2帶攪拌水，每隔大約二分鐘記錄一次水的溫度，記錄五?八組數(shù)據(jù)后才可停止.4.取下溫度

6、計(jì)及人圓盤，取出內(nèi)外錐體，將錐體屮的水倒入燒杯屮，然后將燒杯屮的水倒掉.整理桌面的儀器.五、數(shù)據(jù)處理：1.熱功當(dāng)量的計(jì)算：室溫「廣C內(nèi)錐體的質(zhì)量w（）=外錐體的質(zhì)攪拌棒的質(zhì)量％=開始最取的冷水同燒杯的總質(zhì)最P］=所剩冷水同燒杯的總質(zhì)量卩2=水的比熱C,=1黃銅的比熱c2=0.093實(shí)驗(yàn)開始吋水的溫度兒二實(shí)驗(yàn)終止時(shí)水的最高溫度5=則可計(jì)算出銅錐體及水等所吸收的熱量為：Q=［（￡-P>1+（%+W,+%hM2-耳］實(shí)驗(yàn)開始時(shí)計(jì)轉(zhuǎn)器讀數(shù)?實(shí)驗(yàn)終止時(shí)計(jì)轉(zhuǎn)器的讀數(shù)斤2圓盤的周長L所懸掛祛碼的質(zhì)量加重力加速度g=9.78%則克服摩擦

7、力所作的功為：A=L（n2-n{）mg由此可計(jì)算得：A熱功當(dāng)量：J=~Q2.實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果的修正:實(shí)驗(yàn)開始前：在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備開始前約10分鐘就開始對(duì)錐體中的水的溫度進(jìn)行測量，每2分鐘記錄一次時(shí)間和水的溫度，實(shí)驗(yàn)正式開始后，每3分鐘測量一次水的溫度，在實(shí)驗(yàn)停止后，也要保持測量水的溫度約十分鐘以上，利用以上測量的結(jié)果作溫度一一時(shí)間曲線，如圖所示，將溫度上長部分AB延長，下降部分CD處長，然后通過室溫作平行于時(shí)間軸的直線交BD于G點(diǎn)，然后過G點(diǎn)作溫度軸的平行線分別交AB、CD的處長線于E、F點(diǎn)，則折線AEGFC為校正后的曲線，AE段為

8、被測最的水在空氣中吸收熱最引起的溫度上升，EF段表示由無限快的做功和熱傳遞把熱量傳遞給水的過程，F(xiàn)C段表示由于水的溫度高于室溫所引起的放執(zhí)?八、、?則E、F點(diǎn)即為理論上做功起點(diǎn)的溫度值和作功結(jié)束時(shí)的溫度值故我們可以利用這兩點(diǎn)再次計(jì)算出熱功當(dāng)量的值.六、注意事項(xiàng):7.搖動(dòng)搖輪時(shí)一定要?jiǎng)蛩?切勿過快以免將細(xì)