(湖北省武漢市光谷第二初級中學(xué),湖北 武漢 430074)
學(xué)生進入九年級學(xué)習(xí)熱學(xué)內(nèi)容時,接觸的第一個比較難的物理量就是比熱容,教材只是通過一個探究物質(zhì)吸熱能力的實驗便直接給出了比熱容的定義,從教材給出的定義不難看出,其中涉及較多的物理量,學(xué)生還沒有深入理解和掌握,就要進行應(yīng)用,有一定難度。作者意在對教材中的實驗進行改進,較準確地測量出水的比熱容,以利學(xué)生對這一概念的理解和運用。
如圖1所示,實驗中用到水、保溫瓶、熱得快、秒表、燒杯、溫度傳感器等。其中,溫度傳感器的感應(yīng)探頭要從挖開的熱得快的報警哨子小孔插入,然后再用一根硬導(dǎo)線同樣地穿過哨子小孔,并將傳感器的傳導(dǎo)線纏繞在硬導(dǎo)線上,使溫度傳感器的測溫元件與熱得快的發(fā)熱管有效地分隔開,這既是安全需要,也是為了避免兩者接觸而造成測溫過高而不準確(如圖2)。
圖1
圖2
(1) 準備好器材,固定好溫度傳感器和熱得快,用燒杯向保溫瓶內(nèi)加入3000mL的水,準備好秒表等,將熱得快和溫度傳感器一起放入保溫瓶內(nèi);
(2) 檢查無誤后,讀出水的初始溫度,接通電源,同時按下秒表開始計時;
(3) 從1min開始,每隔30s記錄一次溫度數(shù)值;
(4) 連續(xù)記錄9次數(shù)據(jù)后,斷開電源,整理好器材;
(5) 整理數(shù)據(jù),并錄入Excel表格中,通過計算得出最后結(jié)果。
通過實驗得到的數(shù)據(jù)如表1所示。
表1
通過對表1的處理可以得到,水的比熱容數(shù)值為4.25×103J/(kg·℃),與教材中給出水的比熱容的理論值4.2×103J/(kg·℃)非常接近,至此,我們完成了測量水的比熱容實驗。
本實驗的開展,既是對人教版九年級物理教材中“研究不同物質(zhì)吸熱情況”實驗的拓展,同時也為后續(xù)能量及其轉(zhuǎn)化、電能的學(xué)習(xí)做了鋪墊,還能讓學(xué)生更好地理解“從生活走向物理,從物理走向社會”的理念,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。