自制示温涂料,改进物理实验,本文主要内容关键词为:涂料论文,物理实验论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
在实验中,温度用温度计测量,但是,有些物理实验不便于用温度计测量,那么,有什么办法可以很好的显示实验中物理温度的变化呢?我们经过多次实验,调制成了两种示温涂料,可以粗略显示物理温度的变化。用示温涂料改进了多个物理实验,效果良好,现介绍如下:
示温涂料的制法:
取适量硝酸汞溶于水中,制成5%的硝酸汞溶液; 另取适量的碘化钾溶于水中,制成10%的碘化钾溶液。在硝酸汞溶液中滴加碘化钾溶液并用玻璃棒搅拌,有橙色的碘化汞沉淀生成,继续滴加碘化钾溶液并搅拌,直至沉淀全部溶解为止,此时溶液为淡黄色透明的K[,2]Hgl[,4]溶液。
示温涂料1:取适量的K[,2]HgI[,4]溶液。加入5%的硝酸银溶液,有黄色的Ag[,2]HgI[,4],沉淀生成,过滤并取出沉淀, 在沉淀中加入清漆,调匀。
Ag[,2]HgI[,4]在常温下是黄色四方晶体, 40℃以上时为红色立方晶体,所以此示温涂料在常温下为黄色,40℃以上呈红色。
示温涂料2:取适量的K[,2]HgI[,4]溶液, 加入10%的硝酸铜溶液,有红色的CuHgI[,4]沉淀生成,过滤并取出沉淀, 在沉淀中加入清漆,调匀。
CuHgl[,4]在常温下是红色四方晶体,75 ℃以上时为棕黑色立方晶体,所以此示温涂料在常温下为红色。75℃以上呈棕黑色。
实验改进:
1.机械能转化为内能实验
机械能转化为内能实验装置如图1所示, 用双手执绳的两端迅速往复拉动,由于摩擦,黄铜管温度升高,管内乙醚沸腾,随着乙醚蒸气的增多,最后将顶部塞子冲起。实验时,胶塞松了漏气,紧了冲不开,实验成功率较低。另外,喷出的乙醚液体和蒸气污染空气,且稍不注意还可能对实验人造成伤害。
改进方法:取示温涂料1适量涂在实验装置的黄铜管外壁上, 干后即可使用。
实验时拉动绳子,可明显看到涂料由黄色变为红色。实验既安全效果又好,且与原实验方法相比节省实验时间。
2.压缩空气温度升高实验
空气被迅速压缩时温度升高实验所用实验仪器为空气压缩引火仪,实验中所用的起火材料为硝化棉或沾有乙醚的脱脂棉。自制硝化棉太麻烦,市售硝化棉因贮存时间太久,含氮量增加,实验成功率很低。且实验中加入的硝化棉稍多就可能引起爆炸,造成实验事故;乙醚燃点较高,且乙醚易挥发,在空气压缩引火仪迅速形成乙醚蒸气,使实验成功率极低,且乙醚能熔解空气压缩引火仪的有机玻璃筒壁。
改进方法:取示温涂料1 适量涂在空气压缩引火仪有机玻璃筒内靠底部的侧壁上,干后即可重复使用。
实验时。迅速压缩活塞,可看到涂有示温涂料的部分由黄色变为红色,效果明显,实验成功率达100%,且实验改进后, 还可演示空气膨胀温度降低,方法是:迅速压缩活塞,涂有涂料部分由黄色变为红色,此时,迅速向外拔活塞,可见到,红色又变为黄色。
3.热传导实验
用如图2所示实验装置演示热传导实验,常常因蜡油涂抹不均匀, 造成铁棍上的火柴棍先掉,或远端的火柴比近端的先掉,使实验失败。
改进方法:在铁棍和钢棍上涂好示温涂料2,干后即可使用。 用酒精灯加热,可明显看到铜棍上的示温涂料比铁棍上的示温涂料先由红色变为棕黑色,且近端比远端先变色。实验现象明显准确,且一次制成可多次重复使用,而不必每次实验前涂蜡粘火柴,节约了实验准备时间。