关于气体内能的实验

赵 力

（山东省青岛第39中学，山东 青岛 266003）

物理实验中，瞬间变化的可视化是物理实验的一个难点.数字化实验中，传感器具有每秒可测量几十次，上百次，上万次的高采样率，并将这些数据实时转化为“可视化”的曲线.下面我们应用数字化传感器实验说明：吹胀的气球爆裂瞬间，气球中的气体对外做功，气体内能减小，温度降低.（注：本实验采用心慧牌无线数字传感器.）

实验步骤：（1）如图1所示，将温度－压强传感器的快速响应温度探头和压强连接管插在气球中.然后吹胀气球.

图1

（2）在温度－压强传感器USB口插上传感器蓝牙模块，在计算机USB口接入PC机蓝牙.

（3）打开传感器开关，启动DataLAB软件，点击“采集”，软件自动识别传感器并显示压强－时间图像和温度－时间图像.待气球内温度基本稳定时，用针刺破气球.

（4）点击“停止采集”，得到气球爆裂过程中温度、压强变化如图2所示.

图2

实验分析：图2表示，气球爆裂瞬间，气体膨胀对外做功，气球中的气体压强突变，与此时间对应的气体温度开始降低，说明气体膨胀时内能减小.

应用数字化实验系统，可有效地解决暂态现象测量的传统实验难题.同时，实验数据测量、记录和呈现完全由计算机控制，实验图线描绘实时化，课堂教学效率大幅度提高.