估测绝对零度实验方法
【目的和要求】
用外推法估算理想气体可以达到的最低温度的摄氏温度值。
【仪器和器材】
内径均匀且一端封闭的细直玻璃管(长约30厘米、内径约2毫米),水银,水银温度计(-30℃-100℃),高型烧杯(800毫升,可用量筒代替),方座支架(J1102型),夹钳,标尺板,搅拌器,U形玻璃管,橡皮管(20-30厘米),橡皮筋,夹子,开水,冷水,冰块,食盐。
【实验方法】
1.将器材按图3.3-1装置好。细玻璃管要竖直,温度计的水银泡要尽可能靠近管内被水银封闭的空气柱。温度计尽量靠近烧杯壁,以便准确读数。
2.往高型烧杯(或量筒)中注入冷水,待温度计示数稳定后,读出细玻璃管中被封闭的空气的气柱长度和温度计示数,取得一组V(毫米气柱长)、t值,记入自己设计的表格中。
3.把U形玻璃管一端套上橡皮管,灌满水。把橡皮管用夹子夹住后,把U形管倒立,开口端插入高型烧杯中。向烧杯中缓慢注入开水,并放松夹子,使烧杯中的水始终淹没细玻璃管封闭有空气柱的部分。当温度升高约10℃时,闭上夹子,停止加开水,用搅拌器搅拌水,当温度计示数升至最高时,读取温度值t和气柱长度值V。
4.多次重复步骤3,每隔10℃左右读取一组V、t值。直至水温升至85℃以上为止 。
5.拿走U型管,倒掉烧杯中的热水。向烧杯投入碎冰块(不可太大),并加入少量冷水至水淹没玻璃管中的空气柱。待温度计示数稳定至0℃时,读取一组V、t值。
6.向烧杯中加入食盐,并用搅拌器搅拌,待温度下降至-10℃左右时,读取一组V、t值。
7.继续加入食盐,使盐和冰水的质量比约为1:3。不断搅拌,水温可下降至-18℃左右,再读取一组V、t值。
8.在坐标纸上作出所研究的空气柱的V(毫米气柱长)-t(℃)图线。把图线用虚线延长至与t轴相交,读出交点坐标,并与公认的绝对零度的值-273.15℃比较。
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