2021热功当量的测量.ppt

? 本实验要解决的主要问题是怎样测准由于温度的变 化而引起金属棒长度的微小变化 ? L ，这里我们采用 光杠杆法（原理和方法见实验 8 ）。 ? 设温度为 t 时，从望远镜中看到叉丝横线处直尺像 1 的刻度为 a 1 ，当温度升高到 t 2 时，望远镜中叉丝横 线处直尺像的刻度为 a 2 ，则由光杠杆原理知： ? a 2 ? a 1 ? b ? L ? （ 13 － 6 ） 2 ? ? 式中 ? 为光杠杆镜面到直尺的距离， b 为光杠杆后足 到前足的垂直距离。 ? 把（ 13 － 6 ）式代入（ 13 － 7 ）式，得： ? a 2 ? a 1 ? b ? ? 2 ? L ( t 2 ? t 1 ) （ 13 － 7 ） ? 【实验内容】 ? 1 仪器安装 ? 1 ）用米尺测量金属棒的长度 L ，然后将其穿 入软木塞中央孔，安装在金属套管中，并在两端 木塞小孔中插入通蒸汽用的小直角玻璃管和温度 计。 ? 2 ）将装有温度计的一端向上，穿过立式线胀 仪平台圆孔，将另一端安装在底座上的弹簧夹持 器中，使金属棒下端顶在玻璃圆柱上，再将木垫 圈衬垫在水平台圆孔与蒸汽套管之间，用支紧螺 丝调节木垫圈松紧，切不可支得过紧。 ? 3 ）用橡皮管分别连接上、下通蒸汽用的小玻 璃管。 ? 4 ）调节光杠杆长度或平台上槽形座架位置，使 光杠杆后足放在金属棒顶端中心，光杠杆前足放 在座架槽内。如图 13 －１所示。 5 ）调整光杠杆系统（调整方法见实验 8 ）。 ? 2 ．测量 t 1 及望远镜中直尺 ? 1 ）观察并且记录温度计的读数 ? ? ? ? ? 像的读数 a 1 。 2 ）给蒸汽发生器加热，将蒸汽引入金属套管中， 管中温度升高，金属棒伸长。仔细观察温度计及望 远镜中直尺像的读数变化，待温度计的数值稳定数 分钟不变，望远镜中直尺读数也不再变化时，记下 温度计读数 t 2 及望远镜中叉丝横线处标尺读数 a 2 。 3 ）用钢卷尺测量光杠杆镜面到直尺的距离。 4 ）取下光杠杆，用游标卡尺测其后足到前足的垂 直距离 b 。 3 ．取下金属套管及金属棒，换上另一套管及金属 棒，重复以上的测量。 4 ．按（ 13 － 7 ）式计算二金属棒的线胀系数及其误 差。 ? 【思考题】 ? 1 ．两根材料相同，粗细长度不同的金属棒， ? ? ? ? 在同样的温度范围内，它们的线胀系数是 否相同？为什么？ 2 ．调节光杠杆系统的程序是什么？ 3 ．用光杠杆测量线膨胀量时，改变哪些量可 以增加光杠杆的放大倍数？如何计算它 的放大倍数？