- •Министерство сельского хозяйства р.Ф.
- •Инструкция по технике безопасности, для работающих в лабораториях физики. Общие положения
- •Основные положения.
- •Надзор.
- •Меры оказания первой помощи при несчастных случаях
- •Инструкция по подготовке к лабораторному занятию, проведению и отчёту по работе.
- •Введение в теорию измерений физических величин
- •Задача измерений. Основные понятия и их определения
- •Пример нахождения объема цилиндра
- •Графическая обработка результатов измерения
- •Лабораторная работа №1 определение породы древесины по плотности.
- •Теоретическое введение
- •Описание штангенциркуля и микрометра.
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Статическое трение
- •Кинематическое трение Трение скольжения.
- •Трение качения и верчения.
- •Значение коэффициентов трения скольжения и трения качения для некторых материалов
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение статического коэффициента трения скольжения
- •Определение коэффициента трения качения
- •Определение коэффициента трения скольжения
- •Дополнительное задание
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №3
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Дополнительное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4
- •Описание установки и методики эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Определение момента инерции маховика и силы трения в опоре
- •Дополнительное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 термогравиметрический способ измерения влажности семян
- •Теоретическое введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №6 определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний
- •Введение
- •Описание установки и метода измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Определение коэффициента упругости проволоки и момента
- •Описание установки
- •Определение коэффициента вязкости жидкостей по методу Стокса
- •Дополнительное задание
- •Описание установки и методика выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Дополнительное задание
- •Приложение к лабораторной работе №8
- •Описание эксперимента
- •Лабораторная работа №9 определение постоянной больцмана по измерению парциального давления эфира
- •Введение
- •Описание метода измерения и установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение постояной больцмана
- •Дополнительное задание
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение универсальной газовой постоянной
- •Дополнительное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №11
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение коэффициента линейного расширения
- •Дополнительное задание
- •I. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца
- •Порядок выполнения работы
- •Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца
- •II. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва колец
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №13 изучение гармонических колебаний
- •Введение
- •Определение ускорения силы тяжести
- •Дополнительное задание
- •Описание установки и метода измерений
- •Зависимость периода колебаний физического маятника от положения груза а2
- •Определение ускорения силы тяжести с помощью оборотного маятника
- •Указания по оценке погрешности
- •Порядок выполнения работы
- •Дополнительное задание
- •II. Описание установки и методика измерений
- •Описание установки
- •Определение собственной частоты колебаний пружинного маятника
- •3. Определение логарифмического декремента затухания методом сравнения амплитуд
- •4. Исследование зависимости затухания колебаний от сопротивления среды.
- •III. Выполнение работы задание 1. Определить собственную частоту колебаний пружинного маятника
- •Задание 2. Определить логарифмический декремент затухания
- •Задание 3. Исследование зависимости затухающих колебаний от сопротивления среды.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Оглавление
Описание метода измерения и установки
Метод работы основывается на измерении парциального давления быстро испаряющегося вещества, вводимого в сосуд известного объема.
Парциальное давление измеряют манометром по разности высоты жидкости в коленах манометра.
(9.10.)
Здесь h – разность высот столбов жидкости в коленах манометра,
- плотность жидкости в манометрической трубке,
g – ускорение свободного падения.
С другой стороны, парциальное давление испарившегося вещества можно выразить через массу введенного вещества, его плотность, используя уравнение Менделеева – Клапейрона (9.3.) и основное уравнение кинетической теории газов в виде
(9.11.)
Решая уравнения относительно постоянной Больцмана, окончательно получим:
(9.12.)
Где: - плотность воды =103 кг/м3
э – плотность жидкого эфира,
- молярная масса эфира (С2Н5ОС2Н5)
Vэ – объем жидкого эфира, определяется с помощью градуированного медицинского шприца.
В работе используется стеклянный баллон I, соединенный с манометром 4 (см. рис. 9.1.)
Рис. 9.1.
С помощью шприца 3 в баллон 1 вводится жидкий этиловый эфир С2Н5ОС2Н5 («эфир для наркоза»). Эфир быстро испаряется, а так как для опыта берется его небольшая масса, то в сосуде образуется газообразный эфир.
Порядок выполнения работы
Введите в баллон с помощью медицинского шприца 1-1,5 см3 жидкого эфира.
Измерьте разность высот воды в коленах манометра после испарения эфира.
Измерьте температуру в комнате с помощью комнатного термометра (температура газа в баллоне равна температуре воздуха в комнате.
Данные занесите в таблицу 9.1.
Таблица 9.1.
Определение постояной больцмана
№п/п |
|
h |
|
э |
Vэ |
V |
T |
NA |
k |
k |
k |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По уравнению (9.12.) рассчитайте постоянную Больцмана, погрешность ее измерения.
Дополнительное задание
Произвести измерения с другим легко испаряющимся веществом (спиртом, бензином). Сравнить полученные результаты.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Какие газы называются идеальными?
Сформулируйте основные законы идеальных газов.
Каким соотношением универсальная газовая постоянная связана с постоянной Больцмана и числом Авогадро?
Поясните физический смысл универсальной газовой постоянной и постоянной Больцмана.
Выведите расчетную формулу (9.10.)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ПОСТОЯННОЙ
МЕТОДОМ ОТКАЧКИ
Цель работы: определить универсальную газовую постоянную.
Приборы и принадлежности: насос Комовского, манометр, стеклянная колба, весы, разновес.
ВВЕДЕНИЕ
Универсальную газовую постоянную можно определить из уравнения Менделеева – Клапейрона :
(10.1.)
здесь Р – давление, m-масса газа, - масса одного моля этого газа, Т- абсолютная температура газа, V – объем.
Все параметры, входящие в уравнение (10.1.), можно измерить непосредственно, за исключением массы газа, так как взвешивание газа возможно только вместе с сосудом, в который он заключен. Поэтому для определения R из уравнения (10.1.) необходимо исключить массу сосуда. Рассмотрев уравнение состояния для двух масс m1 и m2 одного и того же газа при неизменных температуре Т и объеме V, получим уравнение для определения R:
(10.2.)
Следовательно, если определить давление Р1 и температуру Т для некоторой массы m1, заключенной в сосуде объемом V, а затем изменить массу газа в том же сосуде до величины m2 (например, путем откачки) и вновь определить давление Р2 при той же температуре Т, то по формуле (10.2.) легко рассчитать универсальную газовую постоянную.