目的:研究影响液体中热量损失速率的任何一个因素。
作品简介:热是一种因温差而流动的能量。热传递是以热能形式在不同温度的材料之间进行交换的过程。
假设:如果水的体积增加,那么冷却的速度就会变慢,因为体积大的分子比体积小的分子多。因此,它将花费更多的时间来失去所有分子的热能。
变量:
独立,体积的水
操纵变量:体积是自变量。我们会在实验中每次改变水的体积。
依赖,温度
操纵变量:温度是因变量,我们将测量初始温度,在实验中每30秒测量5分钟。
常数,使用液体,总使用时间,水的初始温度,周围温度。
操纵变量:
-使用的液体:必须使用相同的液体,一般是水,因此热容不会发生变化。
—总时间长度:保持时间长度不变。我们取一定时间内每一体积水的读数。
-水的初始温度:水的初始温度必须保持恒定。这可以通过同时使用相同的热水来保持不变。
-环境温度:在同一室内进行实验,必须保持环境温度恒定。
材料:采购产品量热计,秒表,温度计,烧杯,热水,纸,铅笔
图:
初始温度=42 C
温度(C) |
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水的体积(毫升) | 30秒 | 1分钟 | 1分30秒 | 2分钟 | 2分30秒 | 3分钟 | 3分30秒 | 4分钟 | 4分30秒 | 5分钟 | 冷却速率[(初始-最终温度)/5分钟] |
50毫升 | 42 C | 41 C | 41 C | 40度 | 39度 | 39度 | 38摄氏度 | 38摄氏度 | 37摄氏度 | 36摄氏度 | 1.2摄氏度 |
75毫升 | 42 C | 41.3摄氏度 | 41 C | 40.8摄氏度 | 40.5摄氏度 | 40度 | 40度 | 39.7摄氏度 | 39度 | 38.8摄氏度 | 0.64摄氏度 |
100毫升 | 42 C | 41.9摄氏度 | 41.8摄氏度 | 41.6摄氏度 | 41.5摄氏度 | 41 C | 40.5摄氏度 | 40度 | 39.5摄氏度 | 39.3摄氏度 | 0.54摄氏度 |
125毫升 | 42 C | 41.8摄氏度 | 41.5摄氏度 | 41.3摄氏度 | 41 C | 40.5摄氏度 | 40.3摄氏度 | 40.1摄氏度 | 40度 | 39.4摄氏度 | 0.52摄氏度 |
150毫升 | 42 C | 41.9摄氏度 | 41.7摄氏度 | 41.6摄氏度 | 40度 | 39.9摄氏度 | 39.8摄氏度 | 39.7摄氏度 | 39.6摄氏度 | 39.5摄氏度 | 0.5摄氏度 |
讨论的观察:
根据我们的实验结果,5分钟后,我们发现50毫升的热水冷却的速率是1.2摄氏度,这是最高的水和冷却速度冷却的速度为150毫升热水最低(0.5 C)。这表明50毫升,即最小体积的水,失去了热最快的,和150毫升,哪一种水的体积最大,失去热量的速度最慢。从图中可以看出,水的体积越小(50毫升),温度的下降幅度就越大,因此,图中温度下降得很快。至于(150ml),曲线是缓慢下降的,因为他们没有更大的温度下降。
结论:
我们的假设是,如果水的体积增加,那么冷却的速度就会变慢,因为体积大的分子比体积小的分子多。因此,它将花费更多的时间来失去所有分子的热能。
从以上的观察中,可以清楚地证明我们的假设是正确的。水的最小体积(50毫升)的冷却速度为每分钟1.2摄氏度。最大体积的水(150毫升)冷却速度为每分钟0.5摄氏度。这告诉我们体积越大,热量损失越慢。
评价:我们的实验本可以做得更好,更准确,通过做试验,并花更长的时间。由于视差误差,我们在测量时犯了一些错误。
改进:一个更大的缺点是人工响应系统,它不能精确到毫秒,从而影响结果。如果我们能重新进行调查,有些错误是可以改进的。
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我觉得你应该更详细地谈谈为什么分子越多,物质冷却得越慢。这并不是因为物质本身有更多,而是因为需要在大量物质中有更多的热能来将其加热到一定温度,而不是一个较低的温度。记住,温度和热能是相互联系的,但是是分开的,所以大量的物质比较小的物质有更多的热能来改变温度。
热量损失的因素比物质的摩尔数多。你必须考虑液体储存的热容、相对于动态大气条件的表面积和影响水分子碰撞率的初始温度。