热电偶温度计在初中物理实验中的应用
2015-01-09高礼平彭志红
高礼平 彭志红
摘 要:在初中物理实验中,许多种情况需要测量物体的温度,在实际操作中用普通温度计可以完成实验。但如果用热电偶温度计,在操作过程中摆放、读数、安全等方面都优越于普通温度计,可以使学生更好地集中注意力来完成更重要的实验内容。笔者列举了七个可以用热电偶温度计辅助完成的初中物理实验并作了相关阐述。
关键词:热电偶温度计;初中物理实验;应用
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2014)12(S)-0056-2
热电偶温度计近几年来得到广泛使用,它测量范围大、灵敏度高、直接以数字显示、计数读数以及操作方便等优点,应到一些物理实验中,能更好地为教学服务。笔者以自己的教学经验与广大读者分享。
1 演示蒸发吸热现象
先用热电偶温度计的探头伸入酒精中,测出室温下酒精的温度,再用一2 cm见方的铁片或不锈钢接在温度计的端子上,温度计上显示的是室温数字,在金属片上滴两滴酒精,观察温度计示数的变化,发现温度计示数下降,明显低于原来酒精和金属片的温度,有力地说明了酒精蒸发吸热。
2 演示气体做功内能的变化
将一废灭火器(或气雾剂罐)洗净,在侧壁打两个孔,分别用内插接热电偶温度计的探针和自行车胎气门芯的橡皮塞将孔密封。①用气筒向容器内打气,随着压缩气体的增加,温度计的示数升高,说明压缩气体做功,内能增加。②打完气后,再打开灭火器的阀门(或按下气雾剂罐按钮)使之向外排气,发现热电偶温度计的示数下降,笔者发现温度可降至零下12 ℃甚至更低。有力地说明,气体膨胀做功,内能减小。
3 演凸透镜对光线有会聚作用,焦点处能量集中
通常研究凸透镜对光线的会聚作用,只是将凸透镜正对太阳,移动凸透镜,得到一亮斑,有的在亮斑下放一张纸,凸透镜会聚的能量将纸烧焦。也有的同学将手放至亮斑处,感觉烫手(注意提醒防止灼伤)。如果将热电偶温度计的探头放在焦点处,可发现示数迅速上升,可达上百甚至数百度,看着温度计示数上升的过程及所达的温度,给学生强烈的刺激,既新鲜又震撼,留下深刻的印象。
4 引进比热容概念
在比较水和沙子的吸热能力实验中,用热电偶温度计代替常用温度计可以有效防止在搅拌过程中对温度计的碰撞造成破裂等后果。同时,探针的长度远超过普通温度计的液泡,对搅拌的要求相对较低一些,降低了实验操作的难度要求。
5 熔化与凝固实验
在做熔化与凝固实验中,用普通温度计做时,萘及石蜡等凝固在温度计下端,需要很小心的擦洗,而用热电偶温度计的金属探针相对就方便得多。
6 观察液体沸腾
观察液体沸腾时,学生既要观察水中气泡的变化,又要听声音的变化,还要观察温度计的示数变化。普通温度计的刻度密,字体小,观察时很不方便。酒精灯在燃烧,热水温度高,靠近观察有安全隐患,如用热电偶温度计,做到既安全实验,又能轻松读数。
7 红外线的热效应
红外线的热效应,用实验难以验证,用普通的温度计显示三棱镜外红光外的温度变化很不明显,效果较差。有些老师用装上新电池的空调遥控器对准温度计连续按动,温度计示数会略有变化,但也不是很明显,可见度不大。如果用热电偶温度计代替普通温度计效果将明显改善。不按遥控器时,示数不变,按几下,示数上升零点一摄氏度,再按几下,又上升零点一摄氏度。手中的动作,与遥控器发出的红外线对应,再对应于上升的温度,震撼着学生的视觉,冲击着学生的思维,好的实验效果,一定有好的教学效果。
由上可知,新产品的推广和使用,也为物理课堂教学提供了新的舞台,作为物理教师,也要不断地学习接受和应用新的科技产品,更好的为教学服务。使物理课堂更精彩,使物理教学更完美。
(栏目编辑 王柏庐)