32. Обработка результатов измерений

1. Построить график зависимости числа делений п окулярной шкалы микроскопа от времени t: n = f(t) и по наклону полученной усредненной прямой определить среднее значение . Домножив эту величину на цену деления α окулярной шкалы, найти среднее значение скорости испарения жидкости с капилляра

2. Используя найденное значение , по формуле (8) или (7) (по указанию преподавателя) вычислить коэффициент взаимной диффузии воздуха и водяного пара, учитывая, что плотность воды , молярная масса воды . Давление насыщенного водяного пара определить из таблицы 2, где приведена зависимость давления Рн и плотность ρ насыщенного водя­ного пара от температуры, а давление водяного пара P1 возле открытого конца трубки найти по значению относительной влажности φ (в процентах) в помещении лаборатории:

.

3. Оценить погрешность результатов измерения.

Таблица 2

T	Рн	ρ
град. С	кПа	г/м3
15	1,704	12,84
16	1,817	13,65
17	1,937	14,50
18	2,062	15,39
19	2,196	16,32
20	2,337	17,32
21	2,486	18,35
22	2,642	19,44
23	2,809	20,60
24	2,984	21,81
25	3,168	23,07
26	3,361	24,40

33. Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление диффузии? Какая величина переносится при диффузии?

2. Напишите формулу закона Фика и объясните физический смысл коэффициента диффузии.

3. Напишите формулу для коэффициента диффузии идеального газа.

4. Что такое парциальное давление? Как можно определить давление смеси газов?

5. Что такое относительная влажность воздуха? Как можно измерить эту величину?

6. В чем заключается метод определения коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара по скорости испарения жидкости с капилляра?

7. Выведите расчетную формулу для определения коэффициента взаимной диффузии.

8. Основные источники погрешностей данного метода измерений.

Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2. – М., Наука, 1989.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М., Высшая школа, 1989.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М., Высшая школа, 2003.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.3. – М.: Наука, 1977–1985г.

5. Кондрашов А.П., Шестопалов Е.В. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений. – М.: Атомиздат, 1977.

6. Кассандров О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. – М.: Наука, 1970.

7. Рипп А.Г. Обработка измерений. Методическое пособие. – СНУЯЭП, 2012.

1 Нормальная составляющая вектора – это проекция вектора на нормаль (перпендикуляр) к поверхности.

2 Это значит, что можно по линейке провести прямую линию, пересекающую планки погрешностей всех экспериментальных точек..

3 См. примечание в конце пункта 3.

4 Сила действия равна силе противодействия, и эти силы направлены в противоположные стороны.

5 Толщина это слоя равна среднему расстоянию между молекулами в жидкости.

6 Того, который ближе к предмету.

7 В физике всевозможные движения жидкости делят на два типа: ламинарное (спокойное) движение и турбулентное (вихревое). Более простой является теория ламинарного движения.

8 Сейчас, когда у нас на вооружении есть молекулярно-кинетическая теория, это предположение нетрудно доказать. Каждый элементарный слой – мономолекулярен, поэтому число молекул в нём dN пропорционально площади слоя dS. С другой стороны, сила внутреннего трения dF порождается взаимодействием между молекулами контактирующих слоёв, так что dF пропорционально количеству молекул в каждом слое dN. Вот и выходит, что dF пропорционально dS.

9 Джордж Габриель Стокс – английский физик и математик 19 века, член Лондонского королевского общества.

10 Точнее говоря, методическая погрешность измерения скорости меньше суммы приборной и случайной погрешностей. Методической погрешностью называют погрешность измерения, вызванную неточностью формул, лежащих в основе метода измерения – в данном случае с неточностью формулы (3.18).

11 В отличие от точки A, экспериментальные точки, как правило, оказываются или чуть выше, или чуть ниже экспериментальной прямой линии.

12 Если размер планки погрешности меньше размера экспериментальной точки (2 мм), то планку изображать не надо.

13 Эти правила описаны, например, в [8.4].