关于气体内能的实验
2013-11-24赵力
物理教师 2013年9期
赵 力
(山东省青岛第39中学,山东 青岛 266003)
物理实验中,瞬间变化的可视化是物理实验的一个难点.数字化实验中,传感器具有每秒可测量几十次,上百次,上万次的高采样率,并将这些数据实时转化为“可视化”的曲线.下面我们应用数字化传感器实验说明:吹胀的气球爆裂瞬间,气球中的气体对外做功,气体内能减小,温度降低.(注:本实验采用心慧牌无线数字传感器.)
实验步骤:(1)如图1所示,将温度-压强传感器的快速响应温度探头和压强连接管插在气球中.然后吹胀气球.
图1
(2)在温度-压强传感器USB口插上传感器蓝牙模块,在计算机USB口接入PC机蓝牙.
(3)打开传感器开关,启动DataLAB软件,点击“采集”,软件自动识别传感器并显示压强-时间图像和温度-时间图像.待气球内温度基本稳定时,用针刺破气球.
(4)点击“停止采集”,得到气球爆裂过程中温度、压强变化如图2所示.
图2
实验分析:图2表示,气球爆裂瞬间,气体膨胀对外做功,气球中的气体压强突变,与此时间对应的气体温度开始降低,说明气体膨胀时内能减小.
应用数字化实验系统,可有效地解决暂态现象测量的传统实验难题.同时,实验数据测量、记录和呈现完全由计算机控制,实验图线描绘实时化,课堂教学效率大幅度提高.