- •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 установки и методика выполнения работы
Рис. 8.1.
Экспериментальная установка состоит из стеклянного сосуда I, объем которого может быть изменен с помощью рукоятки 4 за счет изменения объема V’; который занимает гофрированная резиновая трубка 2. Давление в сосуде измеряется с помощью манометра 3. h – разность давления в сосуде с атмосферным Р0.
Рис. 8.2.
Если от какого – то состояния I (см. рис.8.2.), при котором температура газа в сосуде равна температуре окружающего воздуха Т1 (3-5 минут давления в сосуде не изменилось), увеличить (или уменьшить объем газа V, то давление, которое было Р1=Р0+h1 станет Р2=Р0+h2. Если изменение объема происходит достаточно быстро (за 1-2 с.), то теплообмен между газом в сосуде и окружающей средой не успевает произойти и расширение (сжатие) происходит адиабатически, т.е. параметры газа в I и II состояниях связаны уравнением Пуассона:
Р1V1 = Р2V2
или (8.10.)
Вследствии теплообмена с окружающей средой температура газа с сосуде ставшая Т1, а давление станет Р3.
Параметры газа в состояниях с одинаковыми температуры связаны уравнением Бойля – Мариотта (см. рис. 8.2.) кривая III и II – изотерма).
т.е.
Возведя обе части в степень получим
(8.11.)
Из (8.10.) и (8.11.) получаем
Логарифмируя и решая относительно получим
Учитывая, что Р1, Р2 и Р3 мало отличаются друг от друга, можно записать
Или, учитывая, что
можем записать
Таким образом, измеряя h1, h2 и h3 – разность уровней воды в манометре, соответствующие начальному состоянию - h1, быстрому расширению - h2 (сжатию) и спустя 3-5 минут после расширения - h3 (сжатия), можно рассчитать значение .
Порядок выполнения работы
Продумайте и составьте для записи результатов измерений таблицу: h1, h2, h3, , ср, ,.
При некотором начальном положении рукоятки гофрированного сосуда отсчитайте значение h1. Если давление в сосуде больше атмосферного, то значение h1>0, если меньше, то h1 отрицательно.
Произведите расширение или сжатие газа путем поднятия или опускания рукоятки 4. Сразу же после этого производят отсчет h2.
После выравнивания температуры газа в сосуде с комнатной (h перестает изменяться), отсчитайте значение -h3.
Опыт повторите 3-5 раз.
По полученным значениям h определите .
Рассчитайте погрешность ,
Дополнительное задание
Исследуйте влияние времени выдержки после адиабатического расширения на получаемый результат.
Определите минимально необходимое время выдержки и проанализируйте полученный результат.
Выскажите соображения по улучшению конструкции экспериментальной установки.
Дан замкнутый процесс
Постройте его в диаграммах V-T и P-T КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Что такое молярная и удельная теплоемкости газа? В каких единицах они измеряются?
Как выражается теплоемкость газа при постоянном объеме и при постоянном давлении?
Что такое число степеней свободы? Как оно связано с ?
Зная из опыта,рассчитайте число степеней свободы молекул воздуха.
Пользуясь уравнением состояния газа и первым началом термодинамик, выведите уравнение Роберта Майера Ср=Сv+R.
Каков физический смысл универсальной газовой постоянной?
Может ли быть теплоемкость газа бесконечно большой? Равной 0?
Что такое адиабатический процесс? Выведите уравнение Пуассона.
Назовите изопроцессы.
Запишите уравнение изопроцессов.
Постройте в различных диаграммах уравнения изопроцессов (Р-V, V-T, P-T).