综合实践课程中自制多功能物体吸热散热演示仪

来源 :装备维修技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longyilang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:通过不同深度颜色的物体在三种不同的位置对光的辐射热吸收进行观察实验,可进行不同深度颜色的同种物质在同位置的吸热对比实验;进行同种深度颜色的不同种物质在同位置对光的辐射热吸收对比实验;还可进行同深度颜色的物质在不同位置的吸热实验,及进行以上三种情况下的各自散热对比实验,通过显示板展示出来。
  关键词:吸热;散热;倾斜;辐射热;连通器;受热膨胀;单位面积;回流现象
  因为物理实验及其实验装置的设计无不渗透着技术的思想和方法,物理实验装置的改进和物理实验教具的革新也无不运用技术的思想和方法。所以,我们一旦了解和掌握一定的实际操作技术,进入物理实验室每做一个实验,不仅仅是为观察实验现象、得出实验结论,更重要是应有问题意识,对于教材上一些设计欠完美的实验要能发现问题,并能用综合实践课程的思想和方法去研究解决,培养学生创新能力。这样,我们才会不由自主地用技术的思想和方法去自觉进行物理实验的创新。本教具是配合《谁热得快》一课教学而设计的不同颜色吸热散热实验装置,旨在探究物质颜色与吸收辐射热之间的关系,物质摆放位置与吸热散热之间的关系,从而认识到世界万物之间都是互相联系的。
  实验材料:木质抽屉盒一个,涂有黑色试管2只、深红色、紫色、黄色、蓝色、白色管的试管各一支,试管架2个,微小压强刻度塑料刻度板七块,直径五毫米的塑料管八米,塑料线卡七个,塑料洞洞板一块,颜料三原色加白色一套,日光灯一台,小吹风机一个,温度计七支以及其他辅助工具如钢锯、强力胶,电钻等。
  制作过程:演示器由三部分组成,即光灯照射装置,物体位置自控装置,U型管显示板装置。
  (一)物体位置自控装置。用四个万能塑料棒和四个塑料片做成两个三脚架,中间加一横轴。把四个L形塑料棒做成的U形支架固定上试管架套在横梁上,可自由翻转。在U形支架和三脚架之间连接一洞洞条用来调节支架的角度。把七个外表涂有黑(2只)、深红、紫、黄、蓝、白色管的试管内装酒精液体15mL,试管口部用PVC管头封住,用直径五毫米塑料管把管头与U型管连接,在软管中间加一三通管,用以隨时调节U形管内液体平衡。
  (二)U型管显示板装置。制作七个小U形管,分别固定在有刻度的塑料板上。用橡胶软管连接一端,一端与涂有颜色试管相连接,形成七个完整的连通器。在U型管中注入与试管相对应的颜色,使两边液面刚好达到零刻度线。以便观察温度的高低变化并能方便明确对应的颜色。
  (三)家用日光灯一台。由于阳光受天气的影响,不能随时随地使用,用日光灯,自由灵活方便快捷。
  实验方法
  实验一:吸热实验
  (一)不同颜色的物质在同一位置的吸热对比演示
  六支试管分别涂上黑色、深红色、紫色、黄色、蓝色、白色管的试管,涂色时留下五毫米宽的长条,以观察试管内酒精液体受热时的变化。为了便于观察试管内水温变化,在试管内放入少量的木屑,液体受热分子膨胀,带动木屑运动,更好地显示物质的吸热状态。试管内装酒精,为试管三分之二,酒精比热容较低,吸热相同时,变化比水强,实验效果会更明显。在日光灯强烈照射下,由于不同深度颜色的同种物质吸热能力不同,受热后试管内的温度也不同,受热膨胀程度各异,所产生的气压也不尽相同,所以相连U型管一端内的液拄升高也不一样,由两侧液拄平衡变成一高一低。升高的液柱由高到低依次为黑色管,深红色管,紫色管,黄色管,蓝色管,白色管。液柱升得越高其温度就越高,液柱升得低其温度就低,与温度计的测温相一致,这说明不同颜色的物质,吸热能力不一,颜色越深,吸热能力越强,反之亦然。
  (二)同一颜色的物质在不同位置的吸热演示
  从数学角度来讲,由于物体位置不同,所获得的热量也不同。一定热量的光,照射面积越小,其单位面积所获得的热量就越多。直射时,光照面积最小,单位面积获以黑色试管为例,与光线垂直时,接受照射的热量吸收的最多;斜射时,光照面积变大,单位面积获得的热量就少些。
  (三)由于物质的比热容不同,质量相同的不同物质吸收相同热量后温度变化不同,不同温度变化同样可以在U形管的液面差上体现.如水的比热容比酒精的大,与之相连的u形管液面相差就小得多。
  实验二:散热实验
  不同颜色的相同物质散热对比演示。用白纱布蘸满酒精,覆盖在七只试管上,用小吹风机进行吹干,可看到显示板上U型管内的液柱,由出口管一端下降,其原因是由于酒精不断的挥发,同时带走一部分热量,试管内酒精温度逐渐下降,U型管内空气在冷缩,管内液体有回流现象,所以出口一端液柱不断下降。下降幅度从大到小依次是黑色管、深红色、紫色、黄色、蓝色、白色管,与温度计测试相吻合,温度逐步下降。
  以黑色试管为例剖析,试管在受到热辐射时,黑色物质对热辐射的吸收能力最强,温度升高得就快。黑色物质受热其分子膨胀间隙大,所以释放热量也快。深颜色物质吸热快,散热也快,反之亦然,浅颜色吸热慢,散热也慢。
  实验优点
  ①趣味性强。教具由六支不同颜色另加一只黑色试管组成,与显示板上七个不同颜色的U型管相对应组成七个完整的连通器。每支试管因颜色或物质不同,所吸收热辐射也不同,试管内液体膨胀而产生的气压各异,所以试管内的液柱升高也不同,不同颜色的液柱高度参差不齐,极为壮观。②物体倾斜可控性强。物体放置不同与升温快慢有直接关系,物体倾斜度不同,其吸热程度也不同。物体与地面呈水平状态,其吸热最少;与地面呈垂直状态,其吸热较多;与太阳光垂直状态,其吸热最多,也就是一定热量的光,照射面积越小,其吸收热量越多,反之亦然,所以物体倾斜度,是决定物质吸收辐射热多少的关键。③容量大用途广。此教具能进行不同深度颜色的同种物质在相同位置对光的辐射热吸收对比实验; 进行同种深度颜色的同种物质在不同位置对光的辐射热吸收对比实验;也可进行同种深度颜色的不同种物质在同位置对光的辐射热吸收对比实验。④一具多能。即可做不同颜色的物质吸热对比实验,也可做不同颜色物质的散热对比实验。
  此教具成本低,制作简单,操作方便,实用于教学,具有一定推广价值。
其他文献
用野生植物马齿苋饲高脂膳食家兔11周,观察它对抗动脉粥样硬化和延缓衰老的作用。结果表明:马齿苋能明显降低血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL—C),
摘要:发电厂向客户源源不断的输送电量,并利用变压设备的转换功能实现这项操作。通过电线运输各种高低级别的电压,由此产生了不同类型的电压变电所。电压变电所在输送电量的过程中,形成复杂的电力网拓扑结构。只有科学安装调试电力设备,才能有效配合拓扑结构,保证供电质量。  关键词:电厂电力设备;安装管理;要点分析  引言  在现代化社会的发展中,各领域的快速发展加大了对用电量的需求,为满足各领域的发展需求,电
<正>深化税制改革的初步探索中国自1984年实行国营企业"利改税"第二步改革和工商税制的全面改革以后,就开始酝酿进一步改革和完善税制。这项工作随着中国经济体制改革的深入
会议
摘要:基于提高暖通安装施工水平的目的,针对施工中需要注意的问题,做了简单的论述,总结了施工质控要点,共享给相关人员参考。首先,分析了暖通安装的质控目标。其次,分析了暖通安装施工技术应用要点。最后,根据暖通安装作业实践经验,总结了工程施工的质控策略。  关键词:暖通安装; 技术要点; 质量管理;  基于人们的建筑使用需求多样化背景,暖通系统被广泛应用。暖通系统指的是供热供燃气通风及空调工程,划分为采
摘要:数控机床作为一种广泛应用于生产制造业的自动化设备,在社会发展中发挥着至关重要的作用,因此,保障数控机床的正常、有序、无误的运行尤为重要。在数控机床运行过程中,只有保证机床故障的准确诊断才能保障机床的运行稳定性,其中,参数设置是数控机床装调、维修与技术改造中的重要内容,深入理解并恰当运用参数设置是提高数控机床运行效率、运动精度与工作质量的有效保障。  关键词:数控机床;装调;参数设置  数控机
摘要:文章从UG软件及其应用优势分析入手,论述了机械设计中UG软件的整合运用。期望通过本文的研究能够对促进机械设计质量和设计水平的提升有所帮助。  关键词:UG软件;机械设计;运用  1 UG软件及其应用优势  1.1 UG软件  UG是由西门子PLM软件公司研制开发的一款交互式CAD/CAM系统,其能够为相关产品的设计及加工提供数字化造型,可满足工艺设计需求。UG软件具有强大的功能,能轻松地构建
摘 要:在现代化经济的发展下,建筑行业发展越来越迅速,企业的竞争也越来越大。建筑行业在国民经济中占据着重要地位。在这种情况下,就需要运用最新的科学技术和高质量的材料,同时也应该重视建筑工程管理工作。因为在建筑行业,质量管理是工程的核心,必须在工作中首先保证工程的安全,然后在保证安全的基础上进行相关施工,使工程的质量有个较高的水平,从而实现工程的经济效益。  关键词:建筑工程;管理;因素;措施  一