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1 5
4 压强 调零 温度
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图3 空气比热容比测定实验装置图
1.进气活塞C1 2.放气活塞C2 3.AD590传感器 4.气体压力传感器 5.704胶粘剂
【实验内容】
1.按图1接好仪器的电路,AD590的正负极请勿接错。用Forton式气压计测定大气压强P0,用水银温度计测环境室温?0。开启电源,将电子仪器部分预热20分钟,然后用调零电位器调节零点,把三位半数字电压表示值调到0,记录反映温度的电压值T0
2. 把活塞C2关闭,活塞C1打开,用打气球把空气稳定地徐徐压入贮气瓶B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P1和温度T1值(T1近似为T0,但往往高于T0)
3. 突然打开活塞C2,当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强P0时(这时放气声消失),
迅速关 闭活塞C2。
4. 当贮气瓶内空气的温度上升至室温?0时记下贮气瓶内气体的压强P2。(因实验过程中
.40.
'''''''
室温可能
有变化,故只需等瓶内压强P2稳定即可记录,此时瓶中温度T2近似为T0) 5. 用公式(5)进行计算,求得空气比热容比值。
【实验数据】(注:以下数据不作为仪器验收标准,仅供实验时参考)
'''P1?P0?P1'/2000;P2?P0?P2'/2000;其中P0单位Pa;P1'和P2'单位为mV,
P1'/2000和P2'/2000的单位为1?105Pa
??P0(105Pa) log(P1/P0)4(200mV读数相当于1.000?10Pa)
log(P1/P2)T1' (mV) P2' (mV) 1428.4 1430.8 1434.6 1438.3 31.1 32.2 33.7 31.4 P1'(mV) 110.1 115.3 T2' (mV) 1428.4 1430.8 1434.6 1438.3 P1 (105Pa) 1.0798 1.0824 1.0832 1.0838 P2 (105Pa) 1.0404 1.0409 1.0416 1.0405 ? 1.407 1.399 1.415 1.373 1.0248 116.9 118.1 ?=1.399,理论值?=1.402,百分差很小,为0.2%(注意:放气时间太长或太短都将引入
较大误差)。 【注意事项】
1.实验内容3打开活塞C2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C2,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,并与放气声产生消失很一致,所以关闭活塞C2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。
3. 请不要靠近窗口,太阳光照射较强处做实验,以免影响实验进行。 4. 密封装配后必须等胶水变干且不漏气,方可做实验;
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5. 打气球橡胶管插入前可先沾水(或肥皂水),然后轻轻推入二通,以防止断裂; 6. 若采用外接法,外接电池可采用四节甲电池串联作为6V直流电源;
7. 压力传感器头与测量仪器(主机)配套使用,上有号码相对应,各台仪器之间不可互相
换用。 【附录】
关于空气比热(II型)内接电源的使用说明
利用AD590温度传感器测温时可以利用机箱内部的现成电路,我们把它称为内接法;也可以由学生自己动手练习接AD590温度传感器测温电路,我们把它称为外接法。我公司根据这两种要求生产了一批内接标准5K测量电阻和6V基准稳压源及外接6V甲电池和电阻箱。两种方法的测量原理图见图3、图4。
图3 外接法
外接法:如果实验需要改变测量电阻,则把机箱后面的船型开关接向外这一边,在外面把甲电池、测量电阻、AD590串联起来,把测量电阻二端分别接在面板的红、黑输入端即可进行测量。
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图4 内接法
内接法:使用时如果采用内接电阻和电源,则把机箱后面的船型开关接向内这一边即可。这时把AD590输出端的红、黑分别接在面板的红、黑输入端,即可进行测量。
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实验3 浮力与体积密度的测定
【实验目的】
1.掌握物理天平和游标卡尺的正确使用方法。 2.根据阿基米德原理测定物体体积及密度。 【实验仪器】
物理天平、游标卡尺、温度计、规则铜圆柱、不规则小钢球、烧杯、 轻质细线等。 【预习要求】
1. 推导出符合本实验要求的物体体积与密度的测量公式。 2. 拟定实验步骤与记录表格。 【实验依据】 1. 浮力定义
若忽略物体在空气中所受的浮力,则物体在空气中的重量(mg)与它浸没在液体中的视重(m'g)之差,即为物体在液体中所受的浮力。
2. 阿基米德原理:
浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。即:
F浮?G排??液gV排 (1)
3. 密度定义
在某一温度下物体单位体积中所含的质量。设物体质量分布均匀,其质量为m、体积为V、密度为?,则:
??【实验内容与方法】
1. 用物理天平测圆柱体、小球的体积和密度。
本实验的基本思想是利用实验中的转换法,把在一定条件下不能测的量转换为在其它条件下能测的量,或把不易测准的量转换为其它条件下能相对准确测量的量,其实这是所有实验设计中的基本思想方法。
根据本实验所给的条件和要求,要解决的是体积V的测量问题。你应根据阿基米德原理结合物理天平的使用方法推导出被测物体的体积及密度的测量公式,在液体(水)的密度(一定温度下)已知的情况下(查密度表),利用物理天平进行测量,从而可得到不规则(规则)物体的体积和密度。
.44.
m (2) V