- •Лабораторная работа № 4 определение отношения изобарной и изохорной теплоёмкостей газа
- •1. Краткая теория и методика выполнения работы
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 определение коэффициента диффузии паров воды в воздухе
- •1. Краткая теория и методика выполнения работы
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 определение молярной теплоты парообразования воды
- •1. Краткая теория
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
2. Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка состоит из трех основных узлов: приборного блока 1, блока рабочего элемента 2 и микроскопа 3 (рис. 5.2). В блок рабочего элемента входят цифровой контроллер для измерения температуры 4 и рабочий элемент 5, представляющий собой капилляр с водой 6 (рис. 5.3). Оба конца капилляра открыты. Один из них вставлен в емкость с водой, другой свободен и находится в воздухе. Закаченная в капилляр жидкость может испаряться со свободной поверхности. Следовательно ее уровень в капилляре будет постепенно понижаться. Микроскоп настраивают так, чтобы мениск свободной поверхности оказался на нулевом делении шкалы. Далее при помощи микроскопа наблюдают за изменением положения мениска воды в капилляре, отмечая время по цифровому контроллеру7. Определяют скорость испарения воды , используемую для расчета коэффициента диффузии.
Коэффициент диффузиив данной работе рассчитывается по формуле:
, (5.9)
где – плотность воды,– расстояние от верхнего края трубки до поверхности воды,– универсальная газовая постоянная,– температура воздуха и воды,– молярная масса воды,– атмосферное давление,– давление насыщенных паров воды при данной температуре,– изменение уровня воды в капилляре за время.
3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
Нарисовать таблицу 5.1.
Определить атмосферное давление .
Определить температуру воздуха в лаборатории .
По справочным таблицам определить давление насыщенных паров воды при данной температуре и плотность воды.
Подать на установку питание, переведя тумблер в положение «ВКЛ». При этом загорается сигнальная лампа.
В модуле «ПОДСВЕТКА КАПИЛЛЯРА» перевести тумблер в положение «ВКЛ». При этом загорается сигнальная лампа.
Повернуть тубус микроскопа «на себя» и установить его в положение удобное для работы.
Отрегулировать подсветку капилляра соответствующим потенциометром.
При помощи регулировочного винта добиться четкого изображения края капилляра. Установить его на нулевое деление шкалы микроскопа и зафиксировать положение рабочего элемента винтом.
10. Сфокусировать микроскоп на мениске жидкости.
11. Определить положение мениска, т.е. расстояние от верхнего края трубки до поверхности воды (рис. 5.4).
12. Из-за испарения воды положение мениска будет меняться (обозначим новое положение мениска ). Через каждые 5 минут фиксировать положение мениска с помощью шкалы микроскопа. В таблицу 5.1 записать не менее 10 показаний положения мениска.
Таблица 5.1
№ |
х, мкм |
t, c |
1 |
|
|
… |
|
|
10 |
|
|
13. Построить график зависимости положения края мениска от времени:. Она должна быть линейной.
14. По графику, как угловой коэффициент полученной прямой определить скорость испарения воды .
15. По формуле (5.9) определить коэффициент диффузии паров воды в воздухе.
16. Оценить погрешность измерения. Сравнить полученный результат с табличным значением.