温度传感器在固体比热容实验中的运用
2012-01-26张文杰
物理实验 2012年8期
张文杰
(玉林师范学院 物理科学与工程技术学院,广西 玉林537000)
1 传统固体比热容实验的弊端
传统的固体比热容实验使用普通水银温度计对温度进行监控[1-3],实验中存在如下问题:
1)实验操作难度大.读出停表上时间的同时,观察温度计并记录温度值,不断地用搅拌器搅拌.学生不易做成功.
2)达到平衡温度的时间短,温度计的水银柱上升比较快,且其精确度和读数的误差会对实验结果造成很大影响.
3)实验过程中记录实验数据多,不利于观察混合过程中温度变化的规律.
4)实验数据处理繁琐.
5)实验结果的精度通常较低,很难培养学生的学习兴趣与严谨的科学态度.
近年来许多学者对此实验进行了改进[4-6],尽管实验结果精度有所提高,但是仍有很多不足.针对以上弊端,将现代传感器技术和计算机引入此实验,进行了如下改进.
2 固体比热容实验的改进
2.1 实验器材
实验所需材料:铝块,水,圆底烧瓶1个,烧杯2个,小量筒1个,铁架台1个,加热器1个,细线,温度计1个,温度传感器1个,数据采集器1个(相应的数据处理软件),计算机.
2.2 实验装置及操作
实验装置如图1所示.

图1 实验装置图
用物理天平测量待测金属块(铝块)的质量以及量热器内筒和搅拌器的质量;将烧杯中放入适量的水,把待测金属块用细线拴好,放入烧杯中,然后将烧杯放到加热器上加热至水沸腾一段时间,测出大气压强p.具体实验步骤如下:
1)在量热器上安装温度传感器,用数据线先将温度传……
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