一、实验目的和意义:

　　用实验验证, 一个处于重力场中的绝热体系内稳定后, 在水平 (等势) 面上温度处处相等; 而在铅直方向上存在着稳恒的温度梯度, 即沿铅直方向上升而递减。由此试图证明, 经典的平衡态(均温) 原理及其相关的热学定律仅适用于等势面上, 而在非等势面上是不适用的。

　　 二、实验方法:

　　用液体(水银) 温度计直接测出水银柱(与外界绝热) 两端的温度, 方案一: 水银柱水平放置; 方案二: 水银柱铅直放置(A端在上、B端在下); 方案三: 水银柱铅直放置(B端在上、A端在下) 。每种方案至少放置10小时后观测, 且在每天选中午12点和晚上21点左右分别观测两次。另外, 室温的变化会影响实验装置内的水银温度, 因此在装置上下两端外部也各放置一根温度计观测, 以便在实验数据处理时扣除这些因素。

　　三、实验器材

　　1、空心玻璃管一根, 长度1700mm, 外径8mm, 内径3mm。2、硅胶管二根, 每根长度10mm, 内径小于8mm(保证套在玻璃管上密合), 外径约10mm。3、水银约200g。4、水银温度计4根, 外径8mm, 量度范围在0℃～50℃之间, 最小刻度0.1℃, 注意在同一环境中,4根温度计的温度指示要基本一致。4、支架木板材料适当。5、保温材料适当, 分别为发泡塑料, 即常见的商品包装材料, 以及铝箔。

　　四、实验装置构造
　　温度计

　　水银柱

　　保温材料

　　用硅胶管套接

　　B

　　实验装置说明:

　　1、 水银柱夹在两片木板之间, 板的相应位置有凹槽。
　　2、 温度计固定在单片木板的凹槽内, 在凹槽内垫上白纸便于观测清楚。
　　3、 硅胶管连接着温度计和玻璃管, 胶管两端用细铜丝轧紧, 在胶管外用布条缠紧, 以便承受较大的压力。
　　4、 温度计的前端水银包要确保全部浸泡在胶管的水银中, 如有气泡将会影响实验的准确性, 这需反复检查调试。
　　5、 在发泡塑料外围裹一层铝箔, 防止热辐射的影响。
　　6、 室内要密封, 尽可能不受外界气温变化的影响。

　　五、实验数据

　　日期 时间 上端温度(℃) 下端温度(℃) 下端高于上端温度差值
　　11.14 11.30 A13.25 B13.90 0.65
　　11.15 12.30 A12.45 B13.25 0.80
　　11.15 21.20 A12.75 B13.40 0.65
　　11.16 13.00 A12.00 B12.60 0.60

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