介绍 压力定律指出,对于密封容器中的恒定体积的气体,气体的温度与其压力成正比。当温度升高时,通过可视化容器中的气体颗粒以更大的能量移动,可以容易地理解这一点。这意味着它们彼此之间以及容器的侧面具有更多的碰撞,因此压力增加。 如果V是常数,则P / T将是常数 - 压力定律 ,其中V =体积,P =压力,T =温度。 如果我们认为壁球是密封的气体容器,那么气体的压力将根据压力定律而变化。我们无法测量壁球内的压力,因此我们假设球的弹跳与球中的压力成正比。通过测量“悬挂时间”(第一次和第二次反弹之间的时间),我们可以判断壁球内部压力发生了什么。 DrDAQ数据记录器上的麦克风 将用于测量壁球的悬挂时间。


所需设备
DrDAQ数据记录器连接到PC 烧杯,三脚架,纱布,温度计和热垫 米规则


进行实验
1.测出200毫升冰水,检查其温度是否为0°C。 2.用钳子将壁球按在水下约2分钟。 3.将DrDAQ放在地板上并将其配置为以10 ms的采样率测量“声级” 4.开始录制声级。使用仪表规则作为指导,从1米的高度落下球(在0°C)(见图1)并保存文件。 5.重复三次 6.现在使用本生灯三脚架和纱布,将壁球的温度提高到10°C并重复实验。 7.现在应该在20°C,30°C,40°C,50°C,60°C,70°C,80°C和90°C的温度下重复实验,小心使用热水。


分析DrDAQ的结果 使用软件中的图形功能,我们可以计算壁球的悬挂时间。放大图形(如图2所示),清楚地显示第一次和第二次反弹的峰值。现在使用光标将其置于第一个峰值上,第一个峰值的时间现在将显示在屏幕上(参见图2),对第二个峰值重复此操作。通过减去这两个值,您可以计算挂起时间。这意味着您可以绘制温度图与平均挂起时间的关系图。


问题 1.悬挂时间是如何随着球的温度而变化的? 2.这个实验是否公平考验? 3.您认为在更高或更低温度下会发生什么? 4.你能想到一种建模结果的方法吗? 5.你是否认为壁球在整个实验过程中有恒定的体积?如果没有,壁球是否遵守压力法?


进一步研究 有几种不同类型的壁球(不同的制造商,也有不同的“速度” - 这用球上的点的颜色表示)。你认为这会对你的结果产生影响吗?如果是这样,怎么样? 你认为用网球或足球得到同样的结果吗?

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