实验二 物体的质量越大,物体的中心温度越高

实验二:物体的中心温度与物体的质量有关

使用器材:负温度系数(NTC)热敏电阻;1000KG铜球1个,10KG铜球1个;热敏电阻温度采集系统(包括温度采集模块TAC3000 1个;通讯转换卡RS485/232 1个,电脑1台,打印机1台),如图1-9。


实验环境:无光、温度变化很小的防空洞内一房间,房间面积约500平方米,高9米,宽10米,长50米,在房间的中间砌一面保温墙,房门为双层保温门,窗为四层玻璃制成的保温窗。这样,一个房间就被分成了两间,内间用来放置被测金属球,外间用来放置测量用的热敏电阻温度采集系统,如图1-10为测试现场。

1-11

实验过程:

测试1000KG铜球和10KG铜球的中心温度及保温室内的环境温度。先将三个热敏电阻R3、R4、R5进行零点修正:准备三条双股绝缘包芯线,每条绝缘包芯线的一端连有热敏电阻,热敏电阻与绝缘包芯线的连接处粘上绝缘胶布,绝缘包芯线的另一端连接在温度采集系统上。将三个电阻捆绑在一起,放置在防空洞中的保温室中央的木架上,静置一天后,将三个热敏电阻进行零点修正处理,修正后再放置20个小时,如图1-11,为修正后的电阻曲线。

将热敏电阻R5、R4分别放置到1000KG铜球和10KG铜球的中心。以1000KG铜球为例,先在铜球上面制作一个324mm深的螺孔,螺孔指向球心,如图1-12。

制作一个可以一分两半的铜螺栓,如图1-13,在其中的半个铜螺栓上刻有放置热敏电阻的槽和嵌入导线的槽,将热敏电阻R5及其连线嵌入槽中,再将另一半铜螺栓扣上去,用小螺丝将两个扣在一起的半铜螺栓固定在一起,如图1-14,再将带有热敏电阻的铜螺栓拧入铜球的螺孔中,铜球的直径约为600mm,这时热敏电阻刚好位于铜球的中心;用同样的方法将热敏电阻R4放到10KG铜球的中心,两个铜球被放置在木座上,铜球中心距地面约70厘米,将热敏电阻R3放置在距地面约70厘米高的木架上,铜球与铜球,铜球与热敏电阻R3,相互间的间隔约为一米,如图1-15,热敏电阻R5、R4分别用来测量1000KG铜球和10KG铜球的中心温度,R3用来测量保温室内温度,静置一天后开始记录,连续记录72个小时,结果如图1-16。测试误差:±1Ω

图1-16

结论:在同一环境温度下,1000KG铜球的中心温度高于10KG铜球的中心温度,10KG铜球的中心温度高于保温室内的环境温度,也就是说物体的质量越大,物体的中心温度就越高。对照阻温特性表,可知1000KG铜球的中心温度比10KG铜球的中心温度高出约0.015摄氏度。





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