教师:(投影教材50页图10.1-2)介绍实验装置和实验过程。
让重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升。如图,用绝热性能良好的材料将容器包好,容器中安装着叶片组成的搅拌器。重物下落时带动叶片转动,搅拌容器中的水,水由于摩擦而温度上升。
在这个过程中,系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程。
多次实验表明:只要所做功相同,系统状态的改变就相同,与悬挂物的质量和下落的高度无关。
实验二:电流热效应给水加热实验
演示实验:
电水壶给水加热,用保鲜膜和毛巾隔热,用温度传感器描绘温度随水变化的图像,结果为温度变化与时间成正比例关系。
这表明,对同一个系统,如果过程是绝热的,那么不管通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短,只要所做的电功相等,则系统温度上升的数值是相同的,即系统的状态变化相同。
结论:通过以上两个实验,说明,在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变与做功方式无关,仅与做功数量有关。
教师:(投影教材51页图10.1-3)介绍实验装置和实验过程。
通过电流的热效应给水加热。如图所示,正在降落的重物使磁电机发电,电流通过浸在液体中的电阻丝,引起液体温度上升。
向学生提问:焦耳为什么要将实验设计为先将机械能转化为电能再对绝热容器内的液体加热呢?