大家都知道:“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功 和做功产生的热 两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量 和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功 ;测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热 。
(1)焦耳做这个实验的目的是 。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为 。
②用天平称量一定质量的水,记为 ,用温度计测出水的温度,记为 。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为 .计算出 ,这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为 的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤ (填写操作),计算出水的重力所做的功 。
⑥测出杯中水的温度,记为 ,计算出水吸收的热 。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
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