传热实验

热能传递包括转让内部能量，这是总的动能和势能在所有的粒子在系统中。热能传递主要有三种方法。它们是对流，传导和辐射。

传热实验

这些实验是用来研究热能转移的行为，取决于我们正在讨论的能量转移的方法。

对流有两种类型，即自然对流和强制对流。自然对流是由流体的运动引起的密度流体中的差异，这是由温差引起的。强制对流是由泵或风扇引起的流体运动而产生的。

传导传热实验

这个实验的目的是研究不同金属的导电率。更具体地说，将使用四种不同类型的金属来研究哪种金属具有最高和最低的传导率。让我们看看下面的一些例子。

设备

• 的立场。
• 燃烧器。
• 球式轴承。
• 铝。
• 铜。
• 导电环。
• 铁。
• 黄铜。
• 蜡。
• 秒表。

传导实验原理图。Georgia Panagi- StudySmarter Originals

方法

随机误差的来源

• 每个金属条的大小应该相同，即宽度和长度。
• 每条蜡的用量应该是相同的。
• 应该使用相同的滚珠轴承。

源系统误差

• 加热前不让棒冷却到室温，这样它们都从相同的温度加热。

对流换热实验

本实验的目的是研究高锰酸钾晶体在两种不同温度的水中的对流速率。

设备

• Bunsen-type燃烧器。
• 三脚架。
• 烧杯。
• 水。
• 高锰酸钾晶体。
• 耐热的垫子上。

对流实验示意图。Georgia Panagi- StudySmarter Originals

方法

1. 烧杯里装满了250毫升冷水，放在三脚架上。一个隔热垫，如图2中的示意图所示，位于底座下面。
2. 晶体被非常小心和缓慢地放在烧杯的中心，这样晶体就不会溶解。
3. 烧杯然后用燃烧器加热。
4. 观察结果如下所示。
5. 用热水代替冷水重复实验。任何观察都被记录下来。
6. 用本生灯加热烧杯并记录观察结果
7. 用相同数量的水重复实验，但应使用热水而不是冷水，并记录观察结果。

观察

• 热最初通过传导从燃烧器火焰转移到烧杯壁上。

• 然后靠近火焰的水被加热，然后膨胀。因此，水的密度变小，并上升到玻璃杯的顶部。同时，晶体被缓慢溶解，并随着水的膨胀向上移动。

• 杯子顶部的水在一段时间后冷却，密度变大，导致它再次落到底部。

结果分析

• 这整个记录观察的过程是继续进行的。这就是我们所说的传热通过对流，因为热量通过液体传递。

• 晶体沿着这条被称为对流的路径流动，晶体上升到顶部，然后下降到底部。

  当冷水重复这一过程时，可以观察到热水中的对流速度更快。由此可见，液体温度越高，分子的动能越高。因此，在热水实验中，晶体分子被溶解，并且比冷水实验中移动得更快。

随机误差的来源

• 烧杯里的水量应该完全相同。

• 在两个实验中燃烧器应该有相同的火焰。

• 晶体的大小应该是一样的。

影响对流的因素

• 两者之间的温度梯度材料感兴趣的。
• 的横截面积材料参与。
• 材料的性质。

辐射换热实验

该实验的目的是研究一个表面吸收的红外辐射量是否取决于该表面的物理特性。

设备

• 热水。
• 四个不同颜色的烧杯。
• 温度计。

辐射实验。Georgia Panagi- StudySmarter Originals方法

1. 把四个不同颜色的烧瓶放在一个表面上，放在室温下，使它们达到相同的温度。
2. 把烧瓶装满热水。
3. 创建一个有五列的表格，一列是时间，一列是每种颜色的烧瓶。记录起始温度。
4. 定期测量温度，比如每30秒测量一次。

随机误差的来源

• 对每个颜色的烧瓶重复读数。

• 在眼睛水平线上阅读温度计上的数值，以避免视差误差。

• 同样数量的热水。

• 水的起始温度相同。

• 相同的时间间隔。

系统误差的来源

• 确保每种材料的水的起始温度相同。
• 使用数据记录器连接到数字温度计，以获得更准确的读数。

安全注意事项

• 使用本生灯时应戴上护目镜。
• 所有电气设备都要远离水。
• 注意不要直接接触热水。