Порядок выполнения работы:

1. Измерить температуру Т и атмосферное давление Р.

2. Подставив стакан под отверстие в сосуде полностью открыть кран.

3. Когда вода начнет вытекать каплями, подставить мензурку вме­сто стакана и включить в этот момент секундомер (часы). Одно­временно надо определить уровень воды в сосуде h₁.

4. Набрав в мензурку 60 – 70 см ³ воды отметить уровень воды в сосуде и остановить секундомер ( либо сделать отсчет по часам).

5. Повторить опыт 3-4 раза.

6. Вычислить υ по формуле (3), разность давлений на концах капилляра ∆Р по формуле (13), коэффициент вязкости η по формуле (10), среднюю длину свободного пробега λ по форму­ле (5) и эффективный диаметр молекул воздуха d по формуле (8). Расчет выполнить отдельно для каждого опыта.

7. Вычислить среднее значение величин, указанных в пункте 3,4 и рассчитать абсолютную и относительную погрешность этих величин как для прямых измерений.

8. Результаты измерений занести в таблицу. Форму таблицы раз­работать самостоятельно.

Контрольные вопросы:

1. Явление переноса в газах и их закономерности.

2. Причины вязкого трения. Расчет силы вязкого трения.

3. Градиент скорости и его физический смысл.

4. Средняя длина свободного пробега. Эффективный диаметр молекул. Вывод формул для их расчета.

5. Лабораторная установка и порядок измерений.

Формула Пуазейля и ее использование в лабораторной установ­ке.

Лабораторная работа № 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ

Цель работы: Ознакомиться с применением законов переменного тока; определения емкости конденсатора.

Принадлежности: Набор конденсаторов, источники постоянного и переменного тока, электронно-оптический индикатор нуля.

Краткая теория

Для определения емкости конденсаторов можно воспользоваться мостовой схемой (Рис. 1.). Здесь С – известный и С_х исследуемый конденсаторы ИН индикатор нуля. Напряжение 5 - 20 В подается: на реохорд и конденсаторы вторичной обмотки понижающего трансформатора. Использование переменно тока обусловлено, тем, что постоянный ток Не, проходит через конденсатор емкостное сопротивление которых для постоянного тока равно бесконечности.

Принцип измерения основан на нахождении такого положения дриж! реохорда Д, при котором потенциал точки А равен потенциалу точки

Выведем условие равновесия.

С другой стороны, из определения емкости конденсатора, следует, что:

Количество электричества, протекающего за время A t по ветви ДАЕ равно

Так как через индикатор нуля при равновесии сеемы ток не протекает то,

Аналогично для правой ветки ДВЕ

Из последних двух выражений, учитывая, что Y_a = Y_b , получим

Поскольку

где ρ и S -удельное сопротивление и поперечное сечение проволоки реохорда. l₁ =АД и l₂=ВД1_ длины плеч реохорда, то (1)

Так как l₂ = l – l₁ где l - длина реохорда, то

В качестве индикатора нуля используется лампа 6Е5С или микроамперметр.

Задание

По указанию преподавателя измерить емкость конденсаторов и батарей конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (Рис. 1). Принципиальная схема отдельных элементов установки приведена на самой установке. Установить Движок реохорда в среднем положении.

2. После проверки преподавателем правильности соединения узлов схемы, включить установку в сеть напряжением 220 В.

3. Передвигая ползунок реохорда или изменяя емкость стандартного конденсатора добиться того, чтобы темный сектор индикатора был максимальным. В случае использования микроампермента добиться того, чтобы стрелка прибора встала на нуль.

4. Записать значение 1. Зная величину емкости С известного конденсатора, по формуле (2) вычислить емкость исследуемого конденсатора. Повторить измерения для других неизвестных конденсаторов.

Лабораторная работа № 12

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

Цель работы: ознакомление с устройством, физическими принципами и работой осциллографа.

Приборы и принадлежности: электронный осциллограф.