§4. Методы экспериментального определения и обработка результатов измерений.
4.1. По методу натекания воздуха из атмосферы через капилляр в разряженную среду.
Это традиционный метод Пуазейля, используемый в лабораторной практике. В нашем случае:
кап=(43
1)
мм; dкап=(0,45
0,03)
мм.
Разность давлений на концах капилляра 1 в данной установке создаётся за счёт пониженного давления в аспираторе 2. При вытекании воды из него через патрубок с краном 4 объём газа в аспираторе возрастает, а давление его уменьшается. При определенной скорости вытекания H2O (она регулируется краном 4) скорость натекания газа в аспиратор Рис 5. из атмосферы устанавливается определенной.
Ей соответствует разность давлений Δp, которая и измеряется манометром 3. Разность давлений можно создавать только в пределах измерений манометра.
4.2. По выталкиванию воздуха через капилляр в атмосферу.
Э
то
экспресс – метод. При этом экспериментатору
необходимо добиться (научиться), чтобы
во время конкретного опыта Δp
оставалась постоянной (определенной и
неизменной). Начинайте пробный эксперимент
с очень медленного движения поршня и
малых разностей давлений.
В качестве капилляра 1 служит игла шприца. Внутренний диаметр иглы: d = (0,30±0,01) мм. Ее длина l = (2.20±0.01) см.
В камере 2 может быть создано как повышенное, так и пониженное давление. Рекомендуем измерительную практику вести с учётом того, что человек быстрее овладевает навыком поддержания постоянной разности давлений на концах иглы – капилляра при вдавливании поршня 4, а большая герметичность системы будет для разреженной среде в шприце. Разность давлений при всасывании и выталкивании воздуха из шприцовки не должна превышать пределы показаний манометра.
Измерения и обработка данных для первого и второго предлагаемых методов.
1. Учитывая, что главные приборные погрешности будут связаны с измерением объёма протекшего через капилляр воздуха и измерением разности давлений, (то и другое регулируется экспериментатором), оцените, какие желательно взять в опыте эти величины. Время измеряется с достаточно высокой степенью точности.
2. Проведите пробный эксперимент и выберите оптимальный с вашей точки зрения вариант.
3. Выполните на каждой установке не менее 5 экспериментов. Данные занесите в таблицу. Таблица данных, постоянных в эксперименте, составляется отдельно. Для каждой экспериментальной установки составляются свои таблицы данных:
Таблица 1.
|
|
r м |
r м |
кг/м3 |
кг/м3 |
g м/с2 |
g м./c2 |
, м |
м |
А=(r4g/8) |
(А/А) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.
h, м |
|
|
|
|
|
, c |
|
||||
V, м3 |
|
|
|
|
|
(h/V), c/м2 |
|
|
|
|
|
Ср. значение (h/V) |
|
|
|
|
|
(h/V), c/м2 |
|
|
|
|
|
Ср.значение (h/V) |
|
|
|
|
|
(h/V) |
|
||||
η=η±Δη
Выводы и замечания: