【目的和要求】
研究水和酒糟的体积随温度变化的规律,测定它们的体膨胀系数,判断哪一种比较适用于做温度计的感温材料。
【仪器和器材】
烧瓶(球形或锥形、150毫升),烧杯(500毫升),玻璃管(内径d=8毫米,长L约400毫米),环形三角支架,方座支架(J1102型),抱夹,酒精灯,橡皮塞(与烧瓶口径及玻璃管内径相同的各一个),量筒(100-200毫升),凉开水,纯酒精,刻度尺,温度计(0-100℃),石棉网,滴管(带橡皮球)。
【实验方法】
1.用橡皮塞塞住玻璃管的一端,开口端向上竖立。量筒盛满水。用滴管从量筒里取水,装满玻璃管。从量筒上读出水减少的体积,它就是玻璃管容积VL,用直尺量出玻璃管盛水长度L,记入自行设计的表中。
2.用量筒盛凉开水(室温),并将它注入烧瓶至将满。用插好玻璃管和温度计的橡皮塞塞住(塞时水不要溢出,瓶内不能残留空气,玻璃管内水位约4-5厘米)。记下注入烧瓶的凉开水的体积V1,填入自己设计的表格中。
3.将烧瓶、烧杯安装好。注意烧瓶不要与烧杯底接触,但尽量接近。向烧杯内注入室温的水。读出瓶内水的初温t1,记入表中。在玻璃管上作出水面初始高度的记号。
4.用酒精灯对烧杯加热,使水温逐步升至70℃-80℃。每隔10℃左右读一次温度t,读温度的同时用刻度尺量出玻璃管内液柱长度比初始长度增加量ΔL,填入表格中。
5.根据每一组t、ΔL值利用(1)式求出γ,在实验误差范围内γ是否为恒量。求出γ的实验平均值。
6.用酒精作为实验液体,重复步骤2至5。
7.利用Vt=V1+ΔV求出各温度t时的体积,作出水和酒精的Vt-t图线,比较两条图线的差别,说明哪种液体比较适于制作温度计。
【注意事项】
1.实验要用凉开水,是为了事先除去水中溶有的空气,以免加热时产生气泡,引起较大的实验误差。
2.加热不应过急,以免烧瓶内中心部分与瓶壁部分水温差别过大,带来温度测量误差。
【思考题】
1.用(1)式求体胀系数和由Vt-t图线求体胀系数比较,哪种办法简便准确?试由Vt-t图线求出水和酒精的体胀系数。
2.实验中哪些因素会影响读数的准确性?
3.在实验中烧瓶也因热膨胀使它的容积变大,这将使实验测得的液体的体胀系数比真实值偏大还是偏小?
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