§ 23. Тепловые явления

Теплопередача и работа

Успешность опыта 198 существенно зависит от техники демонстрирования и характера используемых приборов. Падающий шар должен иметь достаточно большую массу. Этому условию отвечает спортивное ядро массой 2,5 кг.

Масса свинцовой пластины должна быть, наоборот, небольшой. Хорошие результаты получаются при массе свинцовой пластины 20 г.

Наибольшую сложность представляет обнаружение изменения температуры свинцовой пластины после падения на нее тяжелого шара. Измеритель температуры должен иметь малую теплоемкость, малую тепловую инерционность и быть достаточно чувствительным. Этим требованиям отвечает термопара, изготовленная из тонких проводников нихрома и константана, подобных тем, что использованы в устройстве демонстрационного термостолбика. Для удобства пользования термопара закрепляется в корпусе использованного фломастера. Колпачок от фломастера надежно предохраняет термопару от повреждений во время хранения (рис. 254).

Рис. 254

Следует любым способом герметизировать места ввода проводников термопары и отверстие в корпусе для того, чтобы при использовании термопары для измерения температуры воды, вода не проникала внутрь корпуса и не нагревала места спаев термопары с соединительными проводами.

Измерителем служит зеркальный гальванометр.

Свинцовая пластина помещается на наковальню, роль которой может играть гиря массой 5 кг из набора демонстрационных гирь. Крючок гири предварительно вывинчивается. Для уменьшения теплообмена между свинцовой пластиной и наковальней помещается полоска из плотной бумаги (рис. 255).

Рис. 255

В начале опыта ученикам показывают, что прикосновение термопары к руке вызывает смещение светового зайчика по шкале зеркального гальванометра, т. е. с помощью этого прибора можно обнаружить изменение температуры. Затем термопарой измеряется температура свинцовой пластины (фиксируется положение светового зайчика на шкале).

После падения шара на свинцовую пластину термопара быстро прижимается к образовавшейся лунке. Движение светового зайчика свидетельствует о повышении температуры.

В опыте 199 используется большой цилиндр, применяемый в демонстрации принципа устройства и действия гидравлического пресса. Резиновый шар в цилиндре частично наполняется воздухом и завязывается (рис. 256).

Рис. 256