普通物理实验热学部分共37页文档
热学实验实验报告模板
一、实验名称二、实验目的三、实验原理四、实验仪器与材料五、实验步骤六、实验数据记录与处理七、实验结果与分析八、实验结论九、注意事项与讨论一、实验名称（例如：比热容的测量、热功当量的测定、热敏电阻温度特性的研究等）二、实验目的1. 通过实验，掌握测量比热容、热功当量、热敏电阻温度特性的原理和方法。
2. 提高实验操作技能，培养观察能力和分析问题的能力。
3. 了解实验误差产生的原因及减小误差的措施。
三、实验原理（简要介绍实验所依据的物理原理、公式等）四、实验仪器与材料1. 实验仪器：量热器、温度计、搅拌器、电热丝、电源、金属棒、热敏电阻等。
2. 实验材料：水、待测液体、固体物质、电阻丝等。
五、实验步骤1. 按照实验要求，连接好实验装置。
2. 根据实验原理，进行实验操作。
3. 记录实验数据。
4. 对实验数据进行处理和分析。
六、实验数据记录与处理1. 记录实验过程中所观察到的现象和数据。
2. 对实验数据进行整理，进行必要的计算。
3. 对实验数据进行分析，得出结论。
七、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算待测液体的比热容、热功当量、热敏电阻的温度特性等。
2. 分析实验结果，讨论实验误差产生的原因及减小误差的措施。
3. 将实验结果与理论值进行比较，分析误差大小及原因。
八、实验结论1. 通过实验，验证了实验原理的正确性。
2. 掌握了测量比热容、热功当量、热敏电阻温度特性的原理和方法。
3. 培养了实验操作技能、观察能力和分析问题的能力。
九、注意事项与讨论1. 实验过程中，注意安全，遵守实验操作规程。
2. 实验数据记录要准确、完整。
3. 分析实验误差时，要综合考虑各种因素。
4. 讨论实验结果时，要结合理论知识，对实验现象进行解释。
实验报告示例：一、实验名称：比热容的测量二、实验目的：1. 掌握测量液体比热容的原理和方法。
2. 了解量热试验中产生误差的因素及减少误差的措施。
三、实验原理：比热容的定义为：1kg的物质温度升高1K所吸收的热量，单位为J/(kg·K)。
初中物理教案：简单的热学实验
初中物理教案：简单的热学实验一级标题：引言热学是物理学中一个重要的分支，涉及到热量传递和温度变化等概念。
在初中物理教学中，热学实验是帮助学生深入理解这些概念的重要方法之一。
本文将介绍一种简单的热学实验，旨在帮助初中生更好地理解热胀冷缩现象。
二级标题：实验目的本实验的主要目的是让学生通过观察并测量不同材料在不同温度下的长度变化，以了解固体物体受温度变化影响而发生热胀冷缩的规律，并加深对该现象的认识。
三级标题：实验准备1. 实验器材：- 金属尺子（如钢尺）- 不同材料（如铝、铜、塑料等）制作而成的长条- 温度计- 加热器或火柴等提供温度源- 记录表格、笔和纸2. 实验步骤：- 准备以上所列出的所有器材- 测量并记录每个材料条最初的长度，并标记为L0- 将加热器或火柴等温度源置于适当距离- 启动温度计，记下初始温度，并标记为T0- 将金属尺子放置在每个材料条上，并测量其长度变化，并记录在表格中- 分别以相同方法进行不同温度下的测试，如T1、T2等二级标题：实验结果分析经过实验观察和测量，我们可以得到以下结论：- 随着温度升高，大部分材料的长度都会增加，这是因为物体受热胀现象的影响而导致的。
- 不同材料对温度的敏感程度也有所差异。
通常来说，金属类材料（如铝、铜）受热伸长的长度较大；而塑料等非金属类材料则相对较少。
三级标题：结论与拓展通过本实验，初中生能够直观地观察并测量固体物体在不同温度下的长度变化。
理解和掌握这一规律能够帮助他们更好地理解热胀冷缩现象。
在课堂上，教师可以将这个实验应用到日常生活中更多例子中，向学生展示热胀冷缩的实际应用，例如：铁轨的伸长和缩短、桥梁的伸长等。
这些例子可以让学生更深入地理解热量传递与温度变化之间的关系。
此外，可以进一步了解不同材料对温度变化的敏感程度，并进行讨论。
例如，通过给学生提供多种材料和相同温度源，观察并记录每种材料在相同温度下的长度变化差异，并引导学生思考造成这些差异的原因。
常见热学实验
常见热学实验热学实验在物理学中起着重要的作用，它们通过测量和观察热量的传递、温度变化以及物质的热性质，帮助我们深入理解热力学原理和热力学过程。
本文将介绍一些常见的热学实验，并简要说明它们的实验原理和操作步骤。
一、热传导实验热传导是物体内部热量传递的过程，常用的热传导实验是测量不同材料导热性能的实验。
实验原理是利用热量从高温到低温的传导，测量不同材料导热速率的差异。
实验装置：实验装置包括热源、热传导棒和温度计。
热源提供高温，热传导棒用于传导热量，温度计测量棒上不同位置的温度。
操作步骤：首先将热源加热至一定温度，将热传导棒的一端与热源接触，然后将棒的另一端放置在冷却器中。
通过测量传导过程中各部位的温度变化，计算得到不同材料的导热性能。
二、热膨胀实验热膨胀是物体在受热时体积或长度发生变化的现象，热膨胀实验用于测量物体热膨胀系数。
实验装置：实验装置通常包括一个测量装置，如卡钳式膨胀计，一个恒温水槽和一个加热装置。
操作步骤：首先将测量装置安装在待测物体上，然后将待测物体放入恒温水槽中。
通过加热水槽中的水，使水温升高并传导给待测物体，测量装置会记录物体长度或体积的变化。
三、比热容实验比热容是物质吸收或释放单位质量热量所引起的温度变化的能力，比热容实验用于测量物质的比热容。
实验装置：实验装置通常包括一个热源、一个物质样品和温度计。
操作步骤：首先测量物质样品的质量，并将其加热到一定温度。
然后将加热后的样品置于一个装有水的容器中，测量水的温度变化。
通过测量物质输送给水的热量和水的质量，可以计算得到物质的比热容。
四、相变实验相变是物质在温度或压力变化时从一个态转变为另一个态的过程，相变实验用于研究物质的相变规律和热力学性质。
实验装置：实验装置通常包括一个热源、物质样品和一个温度计。
操作步骤：首先将物质样品加热至其熔点，然后记录熔化过程中的温度变化。
当物质完全熔化后，继续加热直到其沸点，记录沸腾过程中的温度变化。
通过观察和记录不同相变过程中的温度变化，可以研究物质的相变规律和热力学性质。
物理热力学实验
物理热力学实验【教案】主题：物理热力学实验导语：热力学是物理学的重要分支之一，它研究物体的热力学性质和热现象。
通过实验可以深入了解和感受热力学的基本原理和应用。
本教案将介绍一些有关热力学实验的内容，并提供相应的实验步骤和注意事项。
一、实验一：热能传递实验热能传递是热力学研究的核心内容之一。
通过这个实验，学生可以观察和探究热量是如何传递的。
1.实验目的：观察和研究热量在不同物体之间的传递方式。
2.实验器材和试剂：A、两个相同材质和大小的金属块；B、温度计；C、热水和冷水。
3.实验步骤：1) 将一个金属块置于热水中，并用温度计测量其温度；2) 将另一个金属块放在冷水中，并用温度计测量其温度；3) 将两个金属块迅速接触，并用温度计测量两个金属块的最终温度。
4.实验结果及讨论：观察并记录两个金属块的初始温度、最终温度及温度变化。
学生可以通过计算温度变化和时间的比值来分析热量的传递速率。
同时，可以讨论和总结热量是如何从高温物体流向低温物体的。
二、实验二：热膨胀实验热膨胀是物体在受热后体积和长度发生变化的现象。
通过这个实验，学生可以了解和研究物体的热膨胀性质。
1.实验目的：观察和研究物体在受热后发生的体积和长度的变化。
2.实验器材和试剂：A、金属棒；B、温度计；C、测量尺。
3.实验步骤：1) 测量金属棒的初始长度和直径，并记录下来；2) 将金属棒加热一段时间，再用温度计测量其温度；3) 等待金属棒冷却到室温后，再次测量其长度和直径。
4.实验结果及讨论：观察并记录金属棒的初始长度、温度变化以及冷却后的长度。
通过比较温度变化和长度变化的关系，学生可以得出结论：物体的温度升高会导致其长度和体积的增加。
三、实验三：气体运动实验气体运动是热力学中一个重要的研究内容。
通过这个实验，学生可以观察和探索气体的运动规律。
1.实验目的：观察和研究不同条件下气体的运动状态和性质。
2.实验器材和试剂：A、气球；B、气体压力计；C、气体容器。
普通物理教程热学
热力学关注点指向系统内部:
我们把与系统内部状态有关的宏观物理量（诸如压强、体 积、温度等）称为热力学参量，也称热力学坐标。
•热力学的目的就是要求出与热力学各个基 本定律相一致的,存在于各热力学参量间的 一般关系。
热物理学中一般不考虑系统作为一个整体的宏观 的机械运动。
若系统在作整体运动，则常把坐标系建立在运动 的物体上。
§1.2 热力学系统的平衡态
§1.2.1 热力学系统
热力学所研究的对象称为热力学系统（简称系统)。 （类似力学中分析受力情况，首先确定受力物体）
与系统存在密切联系的系统以外的部分称为外界或媒质。
这种联系可理解为存在作功、热量传递和粒子数交换。
热力学和力学的区别:
热物理学研究方法是不同于其它学科的宏观描述方法。 例如力学中我们把位置、时间、质量及这三者的组合（如 速度、动量、角速度、角动量等）中的某几个独立参数称 为物体的力学坐标。 利用力学坐标可描述物体任一时刻的整体的运动状态。 经典力学的目的就在于找出与牛顿定律相一致的、存在于 各力学坐标之间的一般关系。（建立方程，然后求解）
例如，对于在作旋转运动的系统，其坐标系取在旋转轴上。
§1.2.2 平衡态与非平衡态
系统的状态由系统的热力学参量（压强、温度等）来 描述。
一般它隐含着这样的假定—— 系统的各个部分的压强与温度都是处处相等的。 （否则与位置有关的话，就不能由单一参量表示）
•热物理学研究的是由数量很大很大的大数微观 粒子所组成的系统
如何对大量微观粒子进行描述？
•若光滑底面上有N 个弹性刚球, 确定一球的运动情况需x,y,vx,vy 4个独立坐标,需
要列出4个独立方程。
N 个弹性刚球需要 4N 个独立方程。
《普通物理实验》课程教学指南
《普通物理实验》课程教学指南《普通物理实验》课程代码为，是我院首批重点建设课程之一，被评选为甘肃省首批精品课程。
分为《力学实验》、《热学实验》、《电磁学实验》、《光学和原子物理实验》四部分。
总共114学时，在第二学期、第三学期和第五学期开设。
力学实验《力学实验》是《普通物理实验》中的一个重要组成部分。
为进一步加强课程建设，全面提高课程教学水平和教学效果，使学生进一步了解教学内容和教学要求，提高学习的主动性和积极性，让学生了解力学实验课的有关信息，现编制《力学实验》课程教学指南，供学生在实验中使用。
《力学实验》一般在第二学期开设，共42学时，分组循环实验，课程选用的主要教材是甘肃科学技术出版社出版的《物理实验》。
与教材有关的主要教学参考书和刊物有：⑴《大学物理实验》编写组在1998年1月编写由厦门出版社出版的《大学物理实验》。
⑵龚镇雄，刘雪林在1990年9月编写由北京大学出版社出版的《普通物理实验指导》。
⑶杨述武在2000年5月主编由高等教育出版社出版的《普通物理实验》（一、力学及热学部分）第三版。
⑷黄志敬在1991年5月主编由陕西师范大学出版社出版的《普通物理实验》。
⑸李平舟等在2002年2月主编由西安电子科学技术大学出版社出版的《大学物理实验》。
⑹曾贻伟等在1989年11月编写由北京师范大学出版社出版的《普通物理实验》。
⑺赵家凤在2000年6月主编由科学出版社出版的《普通物理实验》。
⑻方鸿辉，刘贵兴在2000年6月主编由上海科学普及出版社出版的《创造性物理实验》⑼历年的《物理实验》杂志。
⑽历年的《大学物理实验》杂志。
《力学实验》是用实验的方法去观察、研究物理现象、规律。
教学目标是应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高学生的实验能力。
《力学实验》一共有11个，在《普通物理实验》中占总学时的37%，占总成绩的37%，在整个《普通物理实验》中占据重要地位，发挥着训练学生基本技能的重要作用。
高中物理中的热学实验与观察
高中物理中的热学实验与观察热学是物理学中的重要分支，研究物体的热力学性质以及热能的转换和传递规律。
在高中物理课程中，热学实验是不可或缺的一部分，通过实验与观察，可以帮助学生深入理解热学概念和原理。
本文将介绍几个高中物理中常见的热学实验与观察。
一、热传导实验热传导是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
我们可以通过以下实验来观察热传导的现象：1. 实验材料：两个铜棒、蜡烛、火柴、温度计等。
2. 实验步骤：将两个铜棒均匀加热，然后将它们分别与一个温度计接触，并记录下每个时间点的温度。
3. 实验结果：我们可以观察到铜棒上的温度会逐渐向相邻的铜棒传递，直到两个铜棒的温度相等。
这说明热传导是由温度差引起的，热量会自然地从高温区流向低温区。
二、热膨胀实验热膨胀是指物体在温度变化时由于热量的作用而改变尺寸的现象。
以下是一个简单的热膨胀实验：1. 实验材料：不锈钢圆环、烛台、火柴等。
2. 实验步骤：将不锈钢圆环套在烛台的柱子上，然后用火柴点燃蜡烛并将火焰放在圆环下方。
3. 实验结果：当蜡烛燃烧时，圆环受热后会发生热膨胀，逐渐滑落下来。
这说明物体在受热后会膨胀，而温度降低时会收缩。
三、热辐射实验热辐射是指物体通过辐射传递热量的过程。
以下是一个通过红外线仪器观察热辐射现象的实验：1. 实验材料：红外线仪器、各种不同材质的物体等。
2. 实验步骤：将不同材质的物体放置在同一温度下，并用红外线仪器观察它们的热辐射情况。
3. 实验结果：我们可以观察到不同材质的物体会以不同的方式辐射热量，一些物体可能会辐射出更强的红外线信号，而另一些物体则辐射较弱。
这说明不同材质的物体对热辐射有着不同的反应，进一步说明了热辐射的特性。
通过以上几个热学实验与观察，我们可以更加全面地了解热学的相关原理和现象。
这些实验不仅有助于培养学生的实验观察能力，还能够帮助学生深入理解抽象的热学概念。
通过实验与观察，学生可以亲自操作与观察，加深对热学知识的理解与记忆。
普通物理热学
平衡是热动平衡 从微观的角度而言，组成系统的大量粒子仍在作无规则 的热运动，只是大量粒子热运动的平均效果不变，这在宏观 上表现为系统达到平衡，因此这种平衡态又称热动平衡态。
平衡态是理想状态
实际上，并不存在孤立系统，系统与外界总是发生着程 度不同的能量交换，因此平衡态是一个理想的状态，仅是 在一定条件下对实际状态的简化。但当系统受到外界作用 可以略去，宏观性质只有很小的变化时，系统的状态就可 以近似地看作平衡态 。
p
O
V
7.2.2 功 热量 内能 概念 内能(E ) 热力学系统在确定的状态下具有确定的能量 。 从微观角度来看，是物体中分子无规则运动能量的总和。 对理想气体来说内能只是分子的动能之和，故内能只是 温度的函数 。 E E (T ) 功(A) 是能量传递和转化的量度。
不受外界影响 不受外界影响是指系统
高温T1
低温T2
两头处于冰水、沸水中的金属棒 是一种稳定态，而不是平衡态；
与外界没有能量和粒子交 换。但可以处于均匀的外 力场中。比如， 处于重力场中气体系统
的粒子数密度随高度变 化，但它是平衡态。
p 宏观性质不变 平衡态下，系统可以用一组状态参量p 、V 、 ( p1,V1 , T1 ) T 、m来描述，这些参量可以是空间坐标（x,y,z） 的函数，但不是时间的函数（x,y,z,t）。 V
一个实际过程能否近似看作准静态过程，关键是判断 过程是否进行得“足够缓慢”，即
过程进行时间 Δt >> 弛豫时间τ 例如实际汽缸的压缩过程 τ = 10 -3 ~ 10 -2s
因此，除一些进行得极快的过程（如爆炸过程）外， 大多数情况下都可以把实际过程看成是准静态过程 准静态过程在状态图上可用 一条曲线表示, 如图
高中物理热学实验
高中物理热学实验实验目的本实验旨在通过热量的传递和测量，加深学生对热学知识的理解和掌握。
实验材料- 热水- 冷水- 温度计- 热水壶/烧杯- 密封- 实验器材（例如热传导棒、热绝缘杯等）实验步骤1. 将热水放入热水壶/烧杯中，并使用温度计测量其温度。
2. 将冷水倒入密封中，可以通过加冰块的方式使其温度降低。
3. 选择适当的实验器材，在实验过程中控制好热量的传递。
4. 将热水通过实验器材传导到冷水中，观察和测量温度的变化。
5. 记录下不同时间点冷水的温度，并绘制温度随时间的变化曲线。
实验结果与分析通过实验的结果和分析，学生可以得出热量传递的基本规律，如热量从高温物体传递到低温物体，热量传递的速度与温度差有关等。
同时，可以进一步讨论热传导、热辐射和热对流等热传递方式的差异。
注意事项- 在实验过程中要注意安全，避免烫伤或者溅水等事故的发生。
- 实验操作要规范，避免数据的误差。
- 在分析实验结果时，要结合理论知识进行解释和总结。
拓展实验学生可以根据自己的兴趣和实验条件，进行一些拓展实验，比如研究材料的导热性能、温度对热传导的影响等。
这些实验可以帮助学生深入理解热学知识，并培养他们的创新思维和实验能力。
总结通过高中物理热学实验，学生可以通过实际操作和观察，深入理解热量的传递规律以及热传导、热辐射和热对流等热传递方式的差异。
这不仅可以加深对热学知识的理解，还能培养学生的实验能力和科学思维。
同时，学生还可以通过拓展实验进一步探究热学领域的知识，培养创新思维和科研能力。
初中物理热学演示实验总汇
初中物理热学演示实验总汇实验一：《气体的扩散》实验二：《液体的扩散》实验三：《影响扩散的主要因素》实验四：《分子间有引力》实验五：《内能的改变》实验六：《热机的原理》实验一：《气体的扩散》实验器材：两个集气瓶、玻璃板、二氧化氮气体。
实验过程：在两个集气瓶中装入空气和二氧化氮气体；把装有二氧化氮的集气瓶用玻璃板盖住，把另一个集气瓶倒扣在二氧化氮集气瓶的上端；抽去玻璃板，观察两个瓶中的气体颜色变化情况。
现象：处于上方充满空气的集气瓶颜色逐渐变深，处于下方充满二氧化氮气体的集气瓶颜色逐渐变浅，最后两瓶气体颜色基本一样。
结论：气体之间可以发生扩散现象。
空气玻璃板一-如图为研究气体扩散的实验装置，两个瓶中分别装有二氧化氮气体和空气，其中二氧化氮气体的密度大于空气的密度。
为了增强实验的可信度，下面一只瓶子里应装入气体。
扩散现象说明了。
答案：二氧化氮；一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
书香校园是我们成长的地方，如图所示的一组校园美景，其中能说明分子无规则运动的是（）．丁香芳香四溢.湖面波光粼粼实验二：《液体的扩散》实验器材：量筒、水、硫酸铜溶液。
实验步骤：在量筒中装入适量硫酸铜溶液；再慢慢地沿着量筒内壁装入水，发现水和硫酸铜的界面比较清晰；十天、二十天、三十天观察溶液，可以发现水和硫酸铜溶液的界面逐渐变模糊，最后溶液上下颜色均匀。
结论：液体之间可以发生扩散。
练习：某同学要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“液体扩散”实验，已知水的密度小于硫酸铜溶液的密度。
装好液体后，处于量筒底部的液体是。
装好液体的量筒所处的环境温度越高，液体颜色变均匀所用的时间越短，这说明温度越高，液体扩散得越。
答案：硫酸铜溶液；快。
桑植民歌“冷水泡茶漫漫浓”表明了分子具有现象，其快慢与的高低有关。
答案：扩散；温度。
实验三：《影响扩散的主要因素》实验器材：两个烧杯、凉水、热水、钢笔水。
实验步骤：在一个烧杯中装半杯凉水，另一个相同的烧杯中装等量的热水，用钢笔分别在凉水、热水中同时滴入一滴蓝墨水。