熱膨脹實驗(器材簡單)

這是經典的熱學考題

不過...有多少人真的有觀察到？(至少應該不會是上圖所示的比例)

其實理論絕對沒問題，就是先降後升

但無法明顯觀察到，主要還是器材的問題

我們通常都用玻璃器材

但玻璃，尤其是實驗室器材的玻璃

因為希望可以耐高溫(不管是否可以加熱)

所以材質上的選擇都會是膨脹率小的

這樣才不容易爆裂

當然這樣的器材特性，要做這個實驗(先降後升)反而是不容易的

換個器材就好了...

以下實驗照片沒感覺，直接看影片就好

一鏡到底未處理，想看結果請直接拉bar比較快

影片左側為冷水，右側為熱水

以下僅客觀敘述實驗結果，不加推論

1.玻璃管加水

泡入熱水後水位上升，幾乎觀察不出來先降後升

泡入冷水(原水溫)後回到基準線

因為水量不大，不像原始器材用錐形瓶上升那麼明顯

2.塑膠試管加水

泡入熱水後水位明顯下降，幾乎沒有上升

後面再泡回冷水(原水溫)，水位緩緩回升

因為冷水實驗了好幾次已經升溫(這其實是我做的最後一組實驗)

無法回到原先的基準線

後續換上原溫度的冷水就幾乎回到基準線了(這部分有拍影片存檔，但很無趣，就不PO出來了)

但需要一些時間，沒想像中快

3.玻璃管加甲醇

甲醇的膨脹率比水大

基本上現象和第一組實驗(玻璃管加水)差不多

但比較明顯，速度也較快

4.塑膠試管加甲醇(這個就比較符合題目所要表達的答案了)

泡入熱水後水位明顯先降後升

後面再泡回冷水(原水溫)，水位瞬間衝高(超過原基準線)

後續慢慢回到基準線

溫度顯示型熱傳導實驗改良

不知道大家有沒有做過金屬熱傳導的那個實驗

這個實驗很直觀，很適合給學生操作或當作演示實驗

但我的技術很不好

每次要將火柴(或大頭針)用蠟固定在金屬上就花很多時間

尤其最近想要自己打造這個教具(不想去學校...)

只要將三股長度相同的銅、鋁、鐵金屬線攪在一起就可以了

因為方便拿到的金屬直徑大概就是2mm

要固定大頭針更是痛苦

決定改造為溫度顯示型的

數位溫度計不難買，五金行或水族館就有

但首先要先將原本用鈕扣電池的線引出來

不然一想到要裝這種沒路用的電池就煩心

三個溫度計多少有一些誤差

不要太誇張就好

再將溫度sensor用漆包線固定在相同長度的金屬上

整個裝置再用鐵釘和釘槍固定在木塊上，才會方便加熱

原本初溫約33度，金屬長度18公分

用瓦斯槍加熱約一分鐘之後就可以看出溫度明顯的變化了

效果不錯喔~~

最後把整個實驗裝置修整一下

方便以後攜帶