- •Механика и молекулярная физика Лабораторный практикум
- •Механика и молекулярная физика: лабораторный практикум / cост. С.Г.Гильмиярова, н.Ф.Косарев, ф.Ф.Тимерханов. – Уфа: Изд-во бгпу, 2010. – с.
- •Isbn Издательство бгпу, 2010
- •V. Фазовые переходы......................................................................... .....83
- •1. Место физики среди естественных наук и роль измерений в физике
- •Порядок работы в лаборатории
- •Оценки по выполнению отдельных этапов заносятся в таблицу на первой странице рабочей тетради:
- •Виды физических измерений
- •Единицы измерения физических величин
- •Элементы теории погрешностей
- •Ошибки измерения (погрешности) и причины их возникновения
- •2. Определение величины ошибки при прямых измерениях
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Относительная ошибка
- •Пример записи результатов прямых измерений
- •Определение физической величины и ее ошибки при косвенных измерениях
- •6. Некоторые правила приближенных вычислений
- •7. Построение графиков
- •Простейшие физические измерения Нониус и микрометрический винт
- •Часть I
- •Форма отчета
- •Лабораторная работа № 2 Определение объема и плотности твердого тела
- •Определение плотности вещества
- •Форма отчета Лабораторная работа № 2
- •1. Определение плотности цилиндра
- •II. Определение плотности твердого тела неправильной формы
- •Вопросы к допуску
- •Краткая теория
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Второй способ (экспериментальный)
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 изучение незатухающих гармонических колебаний и упругих свойств пружины
- •Вопросы к допуску
- •Краткая теория
- •Упражнение I Определение основных величин, характеризующих гармонические незатухающие колебания Ход работы и обработка результатов измерения
- •Упражнение II Изучение зависимости периода колебаний от массы колеблющегося груза и определение коэффициента жесткости пружины Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 изучение незатухающих гармонических колебаний математического маятника
- •Вопросы к допуску
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки. Вывод расчетных формул
- •Порядок выполнения работы
- •5. Данные установки и таблица результатов измерения
- •6. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Часть II молекулярная физика
- •I. Молекулярно-кинетическая теория
- •Идеального газа
- •Лабораторная работа №1 определение газовой постоянной методом откачки
- •Вопросы к допуску:
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы:
- •Цель работы: проверка соотношения между изменениями объема и давления определенного количества газа при его изотермическом сжатии. Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 изучение изобарного процесса
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •II. Жидкости
- •Порядок выполнения работы
- •Если искривленная поверхность жидкости имеет сферическую форму то:
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 3 определение коэффициента поверхностного натяжения по методу счета капель
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •III. Явления переноса
- •Лабораторная работа №5 определение коэффициента внутреннего трения жидкости капиллярным вискозиметром
- •Вопросы к допуску:
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •IV. Реальные газы
- •Влажность воздуха
- •Упражнение 2 определение психрометрической постоянной аспирационным психрометром Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •V. Фазовые переходы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 наблюдение за отвердеванием аморфного тела
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 3 исследование свойств переохлажденной жидкости
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложения
- •Плотность некоторых твердых веществ при 200 с
- •Механика. Молекулярная физика
Порядок выполнения работы
1. Для записи результатов измерений подготовьте таблицу:
Время |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Расплавьте вещество в пробирке со вставленным в нее термометром и поместите в стакан.
3. После того как показания термометра установятся, начинайте записывать его показания с интервалом 0,5 минут.
4. Когда температура опустится до ,помешайте термометром жидкость в пробирке, не повредив его кончик.
5. При образовании первых кристаллов обратите внимание на их количество и скорость роста.
6. Постройте график зависимости температуры вещества от времени.
7. По графику определите:
а) температуру плавления вещества,
б) продолжительность времени пребывания вещества в состоянии переохлажденной жидкости,
в) продолжительность времени кристаллизации вещества.
Контрольные вопросы
1.Что называется фазой, фазовым переходом?
2. Какие виды фазовых переходов существуют?
3. Как выглядит диаграмма состояния?
4. В чем отличие твердых тел от жидкостей и аморфных тел?
5. Поясните уравнение Клайперона – Клаузиуса.
6.Какое состояние вещества называют переохлажденной жидкостью?
7.Как вещество можно вывести из состояния переохлажденной жидкости?
Литература
Грабовский Р.И. Курс физики. – СПб.: Лань, 2007.
Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов. –М.:Академия, 2007.
Лаврова И.В. Курс физики. – М.: Просвещение, 1981.
Сена Л.С. Единицы физических величин и их размерности. – М.: Наука,1977.
Эсаулова И.А., Блохина М.Е., Гонцов Л.Д. Руководство к лабораторным работам по физике. – М.: Высшая школа, 1983.
Приложения
Таблица 1.Единицы и размерности физических величин
ВЕЛИЧИНА |
ЕДИНИЦА |
||
НАИМЕНОВАНИЕ |
НАИМЕНОВАНИЕ |
ОБОЗНАЧЕНИЕ |
СВЯЗЬ С ОСНОВНЫМИ ЕДИНИЦАМИ СИ |
Объем |
кубический метр литр |
м3 л |
1 л= 10-3 м3 |
Плоский угол |
Радиан градус минута секунда |
рад …0, …/, …// |
|
Скорость |
метр в секунду |
м/с |
|
Ускорение |
метр на секунду в квадрате |
м/с2 |
|
Угловая скорость |
радиан в секунду |
рад/с |
1 рад/с = 1 с-1 |
Угловое ускорение |
радиан в секунду в квадрате |
рад/с2 |
1 рад/с2 = 1 с-2 |
Частота периодического процесса |
Герц |
Гц |
1 Гц = 1 с-1 |
Плотность |
килограмм на кубический метр |
кг/м3 |
|
Сила |
Ньютон |
Н |
1 Н = 1 кгмс-2 |
Давление |
Ньютон на квадратный метр |
Н/м2 |
1 Н/м2 = 1 кг м-1с-2 |
Динамическая вязкость |
Паскальсекунда |
Пас |
1 Пас = 1 м-1кгс-1 |
Поверхностное натяжение |
Ньютон на метр |
Н/м |
1 Н/м = 1 кгс-2 |
Импульс |
килограмм метр |
кгм/с |
|
Момент силы |
Ньютон метр |
Нм |
1 Нм = 1 м2кгс-2 |
Момент импульса |
килограмм метр |
кгм2/с |
|
Момент инерции |
килограмм метр в квадрате |
кгм2 |
|
Работа, энергия |
Джоуль |
Дж |
1 Дж = 1 Нм = 1м2кгс-2 |
Мощность, поток энергии |
Ватт |
Вт |
1 Вт = 1 Дж/с = 1 м2кгс-3 |
Температура |
Кельвин |
К |
Основная единица Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды t/0С = Т/К-273,15 |
Таблица 2. Формулы определения погрешностей
Виды связи |
Погрешности
|
|
|
средняя абсолютная |
Относительная |
N=A+B+... |
A+B+... |
(A+B+...) A+B+... |
N=A-B |
A+B |
|
N=AB |
AB+BA |
|
N=ABC |
B∙C∙A+A∙C∙B+A∙B∙C |
|
N=An |
nAn-1A |
|
N=A/B |
|
|
N=sinA |
cosA A |
ctgA A |
N=cosA |
sinA A |
tgA A |
N=tgA |
|
|
N=ctgA |
|
|
Таблица 3.Основные физические константы
Наименование |
Значение в СИ |
Постоянная Больцмана Число Авогадро Газовая постоянная Объем 1 моля газа при нормальных условиях Ускорение силы тяжести на широте Москвы (на уровне моря) Скорость света в вакууме Гравитационный коэффициент Атомная единица массы
|
k=1,380662 10-23 Дж/К N=6,02200943 1023 1/моль R=8,31441 Дж/(моль К) V=22,41383 10-3 м3/моль
g=9,81523 м/с2
с=2,998۰108 м/с G=6,67 10-4 м3/(кг с2) 1а.е.м.=1,6605655 кг |
Таблица 4