- •Содержание
- •Лабораторные работы
- •Предисловие
- •Физические измерения. Обработка и оформление результатов измерений
- •Погрешности прямых измерений
- •Элементы теории погрешностей
- •Учет инструментальной и случайной погрешностей
- •Исключение промахов
- •Пример обработки результатов прямых измерений
- •Погрешность косвенных измерений а. Числовая оценка и погрешность косвенных измерений
- •Б. Учет погрешностей, обусловленных неточностью математических и физических констант, табличных данных и т.Д.
- •Некоторые советы и рекомендации к расчетам и вычислениям
- •Графические методы обработки результатов измерений
- •Примерный план отчета по лабораторному исследованию
- •Изучение статистических методов обработки опытных данных
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы
- •Определение момента инерции тел методом трифилярного подвеса
- •О писание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Сложение гармонических взаимно перпендикулярных колебаний
- •Описание прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Литература
- •Определение скорости звука в воздухе интерференционным методом
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение вязкости жидкости по методу стокса
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Вязкость водных растворов глицерина
- •Определение отношения удельных теплоемкостей газа методом адиабатического расширения (метод Клемана и Дезорма)
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение влажности воздуха при помощи психрометра
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Исследование свойств поверхностного слоя жидкости
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Знакомство с основными электроизмерительными приборами Основные электроизмерительные приборы
- •Из приведенной относительной погрешности к можно рассчитать абсолютную (приборную) погрешность а рабочего электроизмерительного прибора
- •Краткая характеристика некоторых систем приборов
- •Многопредельные приборы
- •Правила пользования многопредельными приборами
- •Вспомогательные электрические приборы и оборудование. Сборка электрических схем
- •О монтаже электроизмерительных установок
- •Правила техники безопасности при монтаже электрических схем и производстве измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Измерение температуры терморезистором
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Измерение температуры термопарой
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы полупроводникового диода
- •О писание установки
- •Основные данные плоскостных полупроводниковых диодов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы электронного осциллографа
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение горизонтальной составляющей вектора индукции магнитного поля земли
- •Элементы земного магнетизма
- •Р ис. 3. Внешний вид и схема включения тангенс-буссоли. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Измерение размеров малых объектов с помощью микроскопа
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение показателя преломления жидкости
- •О писание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Б) результаты измерений занесите в таблицу:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Исследование линейчатых спектров испускания
- •Описание ртутной лампы
- •Длины волн некоторых линий спектра ртути
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение концентрации сахара в растворе поляриметром
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы газового лазера
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение закона радиоактивного распада
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Порядок выполнения работы
Задание 1. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды методом отрыва кольца.
Приборы и принадлежности: торсионные весы, штангенциркуль, кольцо на подвесе, комнатный термометр, сосуд с дистиллированной водой.
Изучить устройство торсионных весов и правила взвешивания на них (см. паспорт прибора).
Измерить внутренний d1 и внешний d2 диаметры кольца (рис.1).
Подведем к этому кольцу (рис.1) чашку с дистиллированной водой и будем плавно тянуть пружину с кольцом вверх. (Перед соприкосновением кольца с жидкостью его нужно тщательно промыть спиртом; во время работы ту часть кольца, которая будет соприкасаться с водой, стараться не брать пальцами). Жидкость, сцепившись с кольцом в результате его смачивания, будет удерживать кольцо, пока сила упругости пружины не превысит силу поверхностного натяжения. Пружина разрывает поверхностный слой. При этом разрывающее усилие будет равно силе поверхностного натяжения [см. (1)], приложенной к внешнему и внутреннему контурам кольца. В этой формуле сила F измеряется торсионными весами. Длина контура
,
где d1 и d2 – диаметры внешнего и внутреннего колец. Так как кольцо очень
тонкое, то можно брать средний диаметр кольца, и тогда длина контура
. (2)
Из формул (1) и (2) коэффициент поверхностного натяжения
. (3)
Измерение повторяют четыре раза, причем запись ведут со второго отсчета, чтобы скомпенсировать вес частиц жидкости, прилипших к кольцу.
По формуле (3) подсчитывают , взяв среднее значение силы F.
Измерить температуру, при которой определялась F.
Сравните полученный результат с табличным.
Р ис. 1
Поверхностное натяжение воды в интервале температур 0–31 оС
t оС |
, Н/м |
t оС |
, Н/м |
t оС |
, Н/м |
t оС |
, Н/м |
0 |
0,07549 |
8 |
0,07430 |
16 |
0,07311 |
24 |
0,07193 |
1 |
0,07535 |
9 |
0,07415 |
17 |
0,07295 |
25 |
0,07178 |
2 |
0,07520 |
10 |
0,07401 |
18 |
0,07282 |
26 |
0,07163 |
3 |
0,07505 |
11 |
0,07385 |
19 |
0,07265 |
27 |
0,07148 |
4 |
0,07490 |
12 |
0,07370 |
20 |
0,07252 |
28 |
0,07133 |
5 |
0,07475 |
13 |
0,07355 |
21 |
0,07235 |
29 |
0,07118 |
6 |
0,07460 |
14 |
0,07341 |
22 |
0,07222 |
30 |
0,07103 |
7 |
0,07445 |
15 |
0,07325 |
23 |
0,07208 |
31 |
0,07088 |
Задание 2. Исследование зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры.
Дополнительное оборудование: нагреватель, лабораторный термометр, исследуемая жидкость (можно использовать биологические жидкости).
Нагреть жидкость до 80–90 оС.
Измерить силу отрыва кольца несколько раз по мере охлаждения жидкости (интервалы температур между отсчетами не должны превышать 10 К).
Рассчитать поверхностное натяжение для каждого значения температуры ti.
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.
t, оС |
|
, Н/м |
|
Изобразить графически зависимость = f(t).
По графику (по отклонению точек от экспериментальной кривой) найти, какие измерения были проведены наиболее и наименее точно.
Проанализируйте и сформулируйте результат эксперимента.
Задание 3. Исследование зависимости поверхностного натяжения раствора от его концентрации.
Дополнительное оборудование: технические весы, бюретка, дистиллированная вода, сосуды, вещество для приготовления растворов.
Приготовить растворы различных концентраций: 10, 20, 30%… (Для приготовления, например, 10%-ного раствора необходимо в 90 г дистиллированной воды растворить 10 г вещества).
Измерить силу отрыва F кольца от поверхности приготовленного раствора.
Рассчитать для всех приготовленных растворов.
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.
С, % |
|
, Н/м |
|
Полученную зависимость = f(C) изобразить графически.
По графику (по отклонению точек от экспериментальной кривой) определить, какие измерения были проведены наиболее и наименее точно.
Проанализируйте полученный результат и сформулируйте результат эксперимента.
Задание 4. Исследование зависимости поверхностного натяжения жидкости от действия поверхностно-активных веществ.
Дополнительное оборудование: поверхностно-активное вещество (например, мыльный раствор воды и др.).
Измерьте силу отрыва F кольца от поверхности данной жидкости (воды).
На поверхность жидкости введите поверхностно-активное вещество (например, несколько капель мыльного раствора). Определите силу отрыва F/ кольца в этом случае.
Проанализируйте полученный результат и сформулируйте результат эксперимента.