5. Практические задания
Задание 1. Оценить для газов из представлений молекулярно-кинетической теории.
Задание 2.
Определить
для воздуха методом Клемана-Дезорма.
Опыт повторить несколько раз и вычислить
случайную погрешность.
Задание 3. Проанализировать источники систематической погрешности измерения.
6. Для получения зачета необходимо:
1. Продемонстрировать преподавателю умение:
а) Определять избыточное давление газа по манометру;
б) Строить графики различных процессов;
в) Строить графики в полулогарифмическом масштабе
2. Представить отчет по стандартной форме.
3. Уметь отвечать на вопросы и выполнять задания типа:
- Почему молярная теплоемкость газов при постоянном давлении больше, чем молярная теплоемкость газов при постоянном объеме?
- Каков физический
смысл универсальной газовой постоянной
?
- Вывести уравнение
адиабатического процесса в газе в
координатах
.
Выразить это уравнение в координатах
и координатах
.
- Начертить графики
изохорного, изобарного и изотермического
процесса на графиках с координатами
,
,
.
- Предложив постоянство теплоемкости для некоторого процесса с идеальным газом (политропный процесс), вывести уравнение политропного процесса для идеального газа;
- Как связаны теплоемкость политропного процесса с показателем политропы?
Лабораторная работа №6. Поверхностное натяжение
1. Цель работы
Познакомиться с явлением поверхностного натяжения в жидкостях; определить коэффициент поверхностного натяжения жидкостей различными способами.
2. Вопросы, знание которых обязательно для допуска к выполнению
1) Энергетическая потенциальная яма для молекул жидкости в объеме жидкости и на поверхности жидкости.
2) Коэффициент
поверхностного натяжения
,
единицы его измерения из энергетических
соображений и исходя из понятия силы
поверхностного натяжения.
3) Направление сил поверхностного натяжения.
4) Давление Лапласа.
5) Высота поднятия жидкости в капилляре.
6) Методы измерения коэффициента поверхностного натяжения и их теоретическое обоснование.
3. Сведения из теории
Известно, что всякая система частиц стремиться к состоянию термодинамического равновесия, характеризующемуся минимумом потенциальной энергии. В конденсированных средах, например, в жидкости, каждая молекула находится в поле потенциальных сил соседних молекул. Вследствие этого молекулы поверхностного слоя, имеющие меньшее число соседей, обладают избыточной потенциальной энергией по сравнению с молекулами в объеме. Поверхностные молекулы стремятся уменьшить свою потенциальную энергию, т.е. уйти с поверхности в объем, что соответствует тенденции к уменьшению площади поверхности. Таким образом, равновесному состоянию жидкости соответствует минимальная свободная поверхность.
Постоянное стремление жидкости к сокращению свободной поверхности и приводит к возникновению явления поверхностного натяжения.
Количественно это
явление характеризуется коэффициентом
поверхностного натяжения
,
определяемого работой необходимой для
обратимого изотермического образования
единицы площади поверхности. Коэффициент
поверхностного натяжения можно определить
также, как величину численно равную
силе, действующей на единицу длины
контура поверхности и стремящейся
сократить поверхность до минимума при
заданном объеме жидкости, т.е.
Величиной и изменением поверхностного натяжения на границах раздела различных фаз (жидкость-газ, жидкость-твердое тело) обусловлены многие поверхностные явления (такие как смачивание, капиллярность и др.), положенные в основу ряда методов определения коэффициента поверхностного натяжения.
В данной работе коэффициент поверхностного натяжения определяется:
1) методом отрыва кольца;
2) методом отрыва капель;
3) методом измерения по добавочному давлению Лапласа;
4) методом измерения высоты поднятия жидкости в капилляре.