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Rxsykj
- 1. 实验一 液体表面张力系数的 测定 天水师范学院物理与信息科学学 院
- 3. 【实验目的】 1. 用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标 , 计算该传感器 的灵敏度 , 学习传感器的定标方法。 2 ．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象 , 并用物理学基本概念和定律进行分析和研究 , 加深 对物理规律的认识。 3. 测量水的表面张力系数。 【实验仪器】 FD-NST-Ⅰ 型液体表面张力系数测定仪、温度 计、游标卡尺、铝合金吊环、片码、吹风机
- 4. 【实验原理】 将一表面洁净的长为、宽为的矩形金属片竖直 浸入液体中，然后慢慢提离水面，在矩形金 属片底部和液面之间将拉起一张水膜，如图 3-1-2 所示。随着金属片与液面之间的距离增 加，水膜的高度也在增加，在水膜将要破裂 时，则有： F = mg + f （ 3-1-2 ） 式中为把金属片拉出液面时所施加的外力；为 金属片和带起的水膜的总重量；为液体表面 f = α (l + d ) 张力。由公式 3-1-1 2可知，与接触面的周界
- 5. 图 3-1-3 FD-NST-Ⅰ 型液体表面张力系数测定仪 1 、调节螺丝 2 、升降螺丝 3 、玻璃器皿 4 、吊环 5 、力敏传 感器 6 、支架 7 、固定螺丝 8 、航空插头 9 、底座 10 、数字电 压表 11 、调零
- 6. 【实验内容】 1. 开机预热。 2. 用游标卡尺在不同方位分别测量吊环的内外直径 3 次，之 后清洗玻璃器皿和吊环，并用吹风机吹干待用。 3. 力敏传感器定标。将砝码盘挂在力敏传感器的钩上，对仪 器调零，之后把砝码片依次加入砝码盘，记下与此对应的电 压值填入表 3-1-1 ，最后通过最小二乘法计算仪器的灵敏度。 4. 将烧杯中准备好的水倒入玻璃器皿，并将玻璃器皿安放在 升降台上。（玻璃盛器底部可用双面胶与升降台面贴紧固定 ） 5. 挂上吊环，在测定液体表面张力系数过程中，可观察到液 体产生的浮力与张力的情况与现象，顺时针转动升降台大螺 帽时液体液面上升，当吊环下沿部分均浸入液体中时，改为 逆时针转动该螺帽，这时液面下降（或者说相对吊环往上提 拉），观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现 象。特别应注意吊环即将拉断液膜前一瞬间数字电压表读数 值，拉断时瞬间数字电压表读数为，记下这两个数值。 6. 多次测量，用温度计记下水温，将测量结果填入表 3-1-2 ， 并计算水的表面张力系数。
- 7. 注意事项 1. 吊环须严格处理干净。可用 NaOH 溶 液洗净油污或杂质后，用清洁水冲洗干 净，并用热吹风烘干。 2 ．吊环水平须调节好，注意偏差，测量 结果引入误差为；偏差，则 误差。 3. 仪器开机需预热 15 分钟。 4. 在旋转 升降台时，尽量使液体的波动要小。
- 8. 实验二 固体线胀系数的测 定 天水师范学院物理与信息科学学 院
- 10. 【实验目的】 1. 加深对光杠杆法测定固体长度微小变化的理 解和认识。 2. 测量金属杆的线胀系数。 【实验仪器】 线胀系数测定仪，光杠杆，尺度望远镜，温 度计，米尺，游标卡尺，待测金属棒。
- 11. 【实验原理】 在温度的升高时，固体长度和温度之间的关系 为: l = l (1 + αt + βt + ) 2 0 l0 α , β , 式中 为温度℃时的长度， β 是和 α被测物质有 关的常数，都是很小的数值，而 以下各系 数和 l = l0 (1 + αt ) α 相比更小，所以在常温下可以忽略，则 t =0 上式可 以写成：
- 12. b(n2 − n1 ) b∆n α= = 2 Dl (t 2 − t1 ) 2 Dl∆t
- 13. 【实验内容】 1. 用米尺测金属棒长之后，将其插入线 胀系数测定仪的金属桶中。 2. 安装温度计（插温度计时要小心，且 勿碰撞，以防损坏）。 3. 将光杠杆放在仪器平台上，其后足尖 放在金属棒的顶端上，光杠杆的镜面 在铅直方向。在光杠杆前 1.5m ～ 2.0m 处放置尺读望远镜。调节望远镜，看 到平面镜中直尺的像。
- 14. 4. 给线胀系数测定仪通电，加热金属棒， 观察温度计读数和望远镜中标尺的读数 变化情况，每升高 5℃ 或 10℃ ，记下相 应的望远镜中标尺的读数。 5. 利用公式计算尺读望远镜的直尺到光杠 杆平面镜间的距离和光杠杆后足尖到两 前足尖连线的垂直距离。 6. 求同一温度下标尺读数的平均值，用逐 差法求平均值： (n5 − n1 ) + (n6 − n 2 ) + (n7 − n3 ) + ( n8 − n 4 ) ∆n = 4
- 15. 【思考题】 1. 分析本实验中各物理量的测量结果， 哪一个对实验误差影响较大？ 2. 你是否能设计一种测量微小长度变化 的方案？
- 16. 实验五 液体比汽化热的测 量 天水师范学院物理与信息科学学 院
- 18. 【实验目的】 1. 用混合法测定水沸腾时的比汽化热。 2. 了解集成电路温度传感器的原理和测温方法。 【实验仪器】 FD-YBQR 液体比汽化热测量仪、物理天平
- 19. 【实验原理】 本实验采用混合法测定水的比汽化热。具体方法 如下：将质量为 M 沸点温度为 T3 水蒸气 ，通过 短的玻璃管加接一段很短的橡皮管 ( 或乳胶管 ) 和 M 量 0 T2 C 热器内杯连通。当质量为 的水蒸汽进入量热 T1 0 C T2 0 C 器 ML + MCW (T3 − T2 ) 内杯的水中被凝结成水并降温至时 ，水蒸 气 L cW [ mcW + ( m1 + m2 ) c] ( T2 − T1 ) 放出的热量使量热器整体温度从 升至
- 20. 式中 m 原先在量热器中水的质量； c 为量 m1 m2 热器内筒和搅拌器的比热容； 、 分别 为量热器和铝搅拌器的质量。如果在此过程中没有热 量损失，可根据热平衡方程得到： W + ( m1 + m2 ) c]( T2 − T1 ) ML + MCW (T3 − T2 ) = [ mc L= [ mcW + ( m1 + m2 ) c]( T2 − T1 ) − McW ( T3 − T2 ) M
- 22. 【实验内容】 1. 集成电路温度传感器的定标。 2. 用物理天平秤量热器和搅拌器的质量，然后在量 热器内筒中加一定量的水，再秤出盛有水的量热器 内筒和搅拌器的质量并减去得到水的质量，用温度 计测量室温。 3. 将盛有水的量热器内杯放在冰块上 , 预冷却到室温 以下较低的温度。但被冷却水的温度须高于环境的 露点，如果低于露点，则实验过程中量热器内杯外 表有可能凝结上簿水层，从而释放出热量，影响测 量结果。 4. 将预冷过的内筒放回量热器内并放在水蒸汽管下 ，使通汽橡皮管插入水中约深，注意汽管不宜插入 太深以防止通汽管被堵塞。
- 23. 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，使低于沸点的水蒸汽从瓶口逸出。当 烧瓶内水沸腾时可以由温控器调节，保证 水蒸汽输入量热器的速率附合实验要求。 6. 停止电炉通电，并打开瓶盖不再向量热器 通汽，继续搅拌量热器内杯的水，读出水 和内杯的未温度。再一次秤量出量热器内 筒水的总质量。 7. 将所得到的测量结果代 入公式 (3-5-1) ，求得水在沸点时的比汽化 热。由于水的沸点和压强有关，实验时测 得当地大气压值，查表得到水的沸点。 【思考题】 1. 为什么烧瓶中的水未达到沸腾时，水蒸汽 不能通入量热器中？ 2. 本实验中哪些环节还会产生误差，试分析 ？
- 24. 实验六 空气比热容比的测 定 天水师范学院物理与信息科学学 院
- 25. 【实验简介 】 1mol 理想气体在等体过程中所吸收的热量为 dQ ，气体的温度由 T 升高到 T+dT ，则气体 的定体摩尔热容 = dQ dT C V ，m V ；若 1mol 理想气体在等压过程中所吸收的热量为 ，气体的温度由升高到，则气体的定压摩尔 C = dQ P dT P，m 热容 。气体的定压摩尔热容 C 与定体摩尔热容之比称为 γ = P，m C V，m 比热容比。是热力学过程特别是绝热过 程中的重要参量。本实验用新型扩散硅压力 传感器测空气的压强，用电流型集成温度传 感器测空气的温度变化，通过绝热膨胀法得
- 26. 【实验目的】 1. 用绝热膨胀法测定空气的比热容比。 2. 观测热力学过程中状态变化及基本物理规律 。 3. 学习气体压力传感器和电流型集成温度传感 器的原理及使用方法。 【实验仪器】 FD-NCD 空气比热容比测定仪、 Forton 式气 压计、温度计。
- 27. 【实验仪器描述】
- 28. 【实验原理】 在准静态绝热过程中，理想气体的压强 P 、体 积 V 和温度 T 遵从下列绝热方程： PV γ = 常量 ln P1 − ln P0 ln P1 P0 γ= = ln P1 − ln P2 ln P1 P2
- 29. 【实验内容】 1. 按图 3-6-1 接好仪器的电路，的正负极请勿接错。 2. 把活塞关闭，活塞打开，用打气球把空气稳定的充入 贮气瓶内，用压力传感器和 AD590 温度传感器测量空气 的压强和温度，记录瓶内压强均匀稳定时的压强和温度 值（室温为）。 3. 突然打开活塞，当贮气瓶内的空气压强降低至环境大 气压强时（这时放气声消失），迅速关闭活塞。 4. 当贮气瓶内空气的温度上升至室温时记下贮气瓶内气 体的压强。 5. 重复 2.3.4 各步操作，将结果填入表 3-6-1 。用公式（ 3-6-6 ）进行计算，求空气比的热容比值。
- 30. 注意事项 1. 实验内容 3 打开活塞放气时，当听到放气声 结束应迅速关闭活塞，提早或推迟关闭活塞， 都将影响实验要求，引入误差。由于数字电压 表尚有滞后显示，如用计算机实时测量，发现 此放气时间约零点几秒，并与放气声产生与消 失很一致，所以关闭活塞用听声更可靠些。 2. 实验要求环境温度基本不变，如发生环境温 度不断下降情况，可在远离实验仪适当加温， 以保证实验正常进行。