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《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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新型数显示式颜色体热能效应实验装置

2018-03-28 22:25:00

  在炎热的夏天,大家都会选择穿浅颜色的衣服,因为浅颜色的衣服不太吸热,凉快。但实际上,如果在室内,相同质地相同款式的衣服,还是深色的衣服穿起来显得更凉快一些。原因就是深色的衣服,虽然吸热快,散热也快。“物体吸热本领与颜色的关系”在我们生活中处处可见。为了更好地探究这两者的关系,我设计了这款“新型数显示式颜色体热能效应实验装置”,它能很直观地用数字显示出不同颜色的物体吸(散)热情况。

  那么这款装置具体如何操作呢?首先制作一个16cm×32cm×45cm的木箱子,并在顶端左右装两个白炽灯作为光(热)源,底端安装左右两个数字式温度显示器,提供了更为相同的外部环境,减少空气对流等对受热物质产生的干扰,又自制了木架子并配以相同光源。然后将不同颜色的物体分别与数字式温度显示器相连接(用电子数字式进行定量式即时显示,使其科学性与直观性更强)。最后,当打开光源时,就可以从数字式温度显示器读出不同颜色的物体的吸热数据。当关闭灯源时,我们也可以从左右两个数字式温度显示器读出不同颜色物体的散热快慢状况。

  我用这款装置进行了黑白两色物体吸散热对比试验以及红、黄、绿、紫色等几种颜色物体两两对比实验。所需材料如下:16cm×32cm×45cm的木箱子一个、40W、60W白炽灯泡各两个(含灯座)、数字式温度显示器4个,不同颜色的物体8个、不同颜色碳素笔6只、浴霸灯2个、烧杯2个、温度计2只、玻璃瓶2个。

  当采用白炽灯为热光源时,记录并分析实验数据,发现黑白两物体中,黑色物体比白色物体吸热速度快,且黑色物体散热速度比白色物体速度要快。增加红、黄、绿、紫色等几种颜色的纸盒进行两两对比实验,从曲线图可以直观地看出:黑色的吸放热情况明显高于其他几种颜色的物体。

  为了增强实验的强度,将原本 40W灯源改为60W后,实验结论依然是:吸热速度的大小为黑色-紫色-红色-白色,散热情况也是如此,并且光源温度越热,黑色的吸散热的速度比其他颜色的物体吸散热更快。用同样的60W光源,对红紫黄绿吸热体进行实验,吸热速度由大到小排列为绿色-紫色-黄色-红色,散热情况也是如此。通过以上发明实验装置多次实验可知,黑色物体的吸热速度比任何一种其他颜色的吸热速度要快,这些常见颜色吸(散)热能效的强弱排序为:黑色—绿色—紫色—黄色—红色—白色。验证了“深颜色物体吸(散)热能效比浅色物体强”的理论。

  在实验过程中,我也发现了一些问题,有待思考和改进。比如,应该增加数显器的传感器,对更多不同颜色的物体进行同时测试比较,这样可以有效提升实验的效率。在两两对比实验中发现,黄色物体和白色物体吸散热的速度最为接近,紫色和白色物体的吸散热对比实验比黑白对比更为明显,当红色和白色物体进行吸散热对比实验时,红色物体的吸热功能居然比白色要弱。这都有待于进一步实验求证。

本文来自《科学24小时》

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