 
        
        - •Описание экспериментальной установки.
- •Измерение и обработка результатов.
- •Психрометрическая таблица
- •«Изучение явления электромагнитной индукции».
- •Измерение и обработка результатов:
- •Введение.
- •Описание экспериментальной установки.
- •Измерение и обработка результатов.
- •Лабораторная работа №7 . Изучение устройства и работы трансформатора
- •II. Ответить на вопросы:
- •Лабораторная работа №8.
- •Расчет погрешности измерений
| Министерство образования Московской области ГБОУ СПО «Серпуховский машиностроительный техникум Московской области» 
 
 
 
 ТЕТРАДЬ для лабораторных работ по дисциплине физика студента 1 курса 151 группы 
 специальности 09.02.04 . Информационные системы(по отраслям) . 
 . (Фамилия имя отчество студента) 
 
 Семестр 2 
 
 г. Серпухов | 
 
	Рассмотрено
	и утверждено  на заседании цикловой
	методической комиссии математического
	и общего естественнонаучного цикла 
	 Протокол
	№ 
	     от     «     »                         2015г. Председатель
	ЦМК  
	                                          .       
	                               /Мурашова
	В.И./
Составитель : Абросимова М.А., преподаватель физики.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Лабораторная работа № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ТЕРМОМЕТРА
2.Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА
3.Лабораторная работа №3
НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ
4.Лабораторная работа №4 .
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
5. Лабораторная работа №5.
ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА
6.Лабораторная работа №6.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА И ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ НИТЯНОГО МАЯТНИКА ОТ ЕГО ДЛИНЫ
7.Лабораторная работа №7.
ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
8.Лабораторная работа №8.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА
ИЗМЕРЕНИЕ И ВЫЧИСЛЕНИЯ. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Лабораторная работа № 1.
«Измерение относительной влажности при помощи термометра».
Цель работы: Научиться измерять относительную влажность воздуха при помощи термометра.
Приборы и материалы: психрометр Августа или 1) термометр лабораторный , 2) кусочек марли или ваты, 3) стакан низкий с водой комнатной температуры, 4) таблица психрометрическая.
Введение.
Самочувствие человека зависит от того, много или мало водяных паров находится в воздухе и сухой и влажный воздух неприятны. Влажным называется воздух, содержащий водяные пары. В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность (ρₐ) определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, т.е. плотностью водяного пара (ρ [г/м3]), содержащегося в воздухе. Она показывает, сколько водяного пара в граммах содержится в 1 м³ воздуха.
Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности рек, озер, океанов не является насыщенным, атмосфера открытый сосуд. Движение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других наоборот.
Насыщенный пар – пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, когда число молекул, покидающих жидкость в единице времени, равно числу молекул, возвращающихся в нее. В закрытом сосуде в присутствии жидкости пар достигает насыщенного состояния.
Абсолютную влажность можно определить по температуре точки росы – температуре, при которой пар, находящийся в воздухе становится насыщенным.
Температура t, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем пар достиг состояния насыщения (при данной влажности, воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы.
При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса. Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Температуру точки росы определяют с помощью гигрометра, по таблице “Давление насыщающих паров и их плотность при различных температурах ” находят соответствующую температуре точки росы плотность. Найденная плотность и есть абсолютная влажность окружающего воздуха.
Относительная влажность (φ) показывает, сколько процентов составляет абсолютная влажность (ρₐ) от плотности (ρн) водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре:
 
Относительной влажностью воздуха (φ) называют выраженное в процентах отношение парциального давления (P) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (P0) насыщенного пара при той же температуре.
 
Р - парциальное давление при данной температуре;
Р0 - давление насыщенного пара при той же температуре;
ρₐ- абсолютная влажность;
ρн - плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.
Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара.
Парциальное давление (или упругостью) водяного пара– давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали.
Парциальное давление Р можно рассчитать по уравнению Менделеева – Клапейрона :
 
Давление и плотность насыщенного пара при различных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами.
При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность повышается, чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара.
Влажность воздуха можно определить специальными приборами.
1. Конденсационный гигрометр. С его помощью определяют точку росы. Это наиболее точный способ изменения относительной влажности.
2. Волосяной гигрометр. Его действие основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса удлиняться при увеличении относительной влажности.Применяется в тех случаях, когда в определении влажности воздуха не требуется большой точности.
3. Психрометр. Обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.
Значение влажности воздуха для живых организмов
При температуре 20-25°С наиболее благоприятным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40% до 60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура тела человека, то происходит усиленное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма. Однако такое потоотделение является значительной нагрузкой для человека.
Относительная влажность ниже 40% при нормальной температуре воздуха также вредна, так как приводит к усиленной потере влаги организмов, что ведет к его обезвоживанию. Особенно низкая влажность воздуха в помещениях в зимнее время; она составляет 10-20%. При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что может привести к ухудшению самочувствия. Также при низкой влажности воздуха во внешней среде дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, а на поверхности предметов скапливается больше статического заряда. Поэтому в зимнее время в жилых помещениях производят увлажнение с помощью пористых увлажнителей. Хорошими увлажнителями являются растения.
Если относительная влажность высокая, то мы говорим, что воздух влажный и удушливый. Высокая влажность воздуха действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. Концентрация паров воды в воздухе в этом случае высока, вследствие чего молекулы из воздуха возвращаются в жидкость почти так же быстро, как и испаряются. Если пот с тела испаряется медленно, то тело охлаждается очень слабо, и мы чувствуем себя не совсем комфортно. При относительной влажности 100% испарение вообще не может происходить - при таких условиях мокрая одежда или влажная кожа никогда не высохнут.
Из курса биологии вы знаете о разнообразных приспособлениях растений в засушливых местностях. Но растения приспособлены и к высокой влажности воздуха. Так, родина Монстеры - влажный экваториальный лес Монстера при относительной влажности, близкой к 100%, "плачет", она удаляет избытки влаги через отверстия в листьях - гидатоды. В современных зданиях производится кондиционирование воздуха создание и поддержание в закрытых помещениях воздушной среды, наиболее благоприятной для самочувствия людей. При этом автоматически регулируется температура, влажность, состав воздуха.
Исключительное значение для образования заморозка имеет влажность воздуха. Если влажность велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия (удельная теплота парообразования при температуре, близкой к 0 °С, равна 2490 кДж/кг), поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Вероятность заморозка зависит, во-первых, от быстроты понижения температуры и, во-вторых, от влажности воздуха. Достаточно знать одно из этих данных, чтобы более или менее точно предсказать вероятность заморозка.
Описание экспериментальной установки.
В работе измеряют относительную и
абсолютную влажность воздуха с помощью
психрометра. Психрометр Августа состоит
из двух термометров, конец одного из
них обернут полоской влажной ткани.
Сухой термометр показывает температуру
воздуха tсух.
  За
счет испарения воды  с ткани второй
термометр охлаждается. При этом чем
меньше водяных паров в воздухе(низкая
влажность), тем интенсивнее испарение,
а значит, ниже температура влажного
термометра tвлаж.
Используя психрометрическую таблицу
можно     по  значениям температур tсух.
и  tвлаж.
 Определить относительную влажность 
φ.
работе измеряют относительную и
абсолютную влажность воздуха с помощью
психрометра. Психрометр Августа состоит
из двух термометров, конец одного из
них обернут полоской влажной ткани.
Сухой термометр показывает температуру
воздуха tсух.
  За
счет испарения воды  с ткани второй
термометр охлаждается. При этом чем
меньше водяных паров в воздухе(низкая
влажность), тем интенсивнее испарение,
а значит, ниже температура влажного
термометра tвлаж.
Используя психрометрическую таблицу
можно     по  значениям температур tсух.
и  tвлаж.
 Определить относительную влажность 
φ.
Измерение и обработка результатов.
1.Смочить полоску ткани термометра водой и выждать установления температура 15-20 мин.Рассмотрите психрометр и определите где сухой и влажный термометры.
2. Измерить температуру воздуха в кабинете, результаты записать в таблицу.
tсух= (0С)
3. Измерить показания “влажного” термометра, результаты записать в таблицу.
tвлаж= (0С)
4. Вычислить разность показаний “сухого” и “влажного” термометров в градусах. Результаты записать в таблицу.
Δt = tсух - tвлаж (0С)
5. Внимательно посмотрите на психрометрическую таблицу. В первом вертикальном
столбце найдите показания сухого термометра (смотри пункт 2), в первой горизонтальной строке найдите разность показаний сухого и влажного термометров (смотри пункт 4). То число, которое находится на пересечении столбца и строки и является значением влажности воздуха.
φ= (%)
6. Результаты измерений записать в таблицу 1 и сделать вывод о проделанной работе.
7.Используя таблицу зависимости давления насыщенного пара от температуры, определить Р0 .
8.Используя формулу
 
,
рассчитать абсолютную влажность Р:
 Р
= 
Таблица 1.
| № n/n | Показания термометров | Разность показаний термометров, 
 Δt=tС-tВ, °C | Относительная влажность воздуха, 
 φ, % 
 | Давление насыщенного пара при той же температуре, Р0,Па | Парциальное давление при данной температуре, 
 Р, Па | |
| Сухого, tc,°C | Влажного, tв,°C | |||||
| 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
Контрольные вопросы:
1 .Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие; точка росы?
2.Почему показания влажного термометра меньше, чем сухого?
3. Что понимается под влажностью воздуха?
4. Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?
5.Сухой и влажный термометры психрометра показывают одинаковую температуру. Какова относительная влажность воздуха?
6. Что такое упругость водяного пара?
7. Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
8. Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
9. С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?
10. Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?
11. Начертив рисунок, объясните устройство и принцип психрометра.
Задачи:
Задача 1
На улице идет холодный осенний дождь. В каком случае быстрее высохнет белье, развешенное на кухне: когда форточка открыта, или когда закрыта? Почему?
Задача 2
Влажность воздуха равна 78%, а показание сухого термометра равно 12 °С. Какую температуру показывает влажный термометр?
Задача 3
Разность в показаниях сухого и влажного термометров равна 4 °С. Относительная влажность воздуха 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометра?
 
| Показания сухого термометра, °С | Разность показаний сухого и влажного термометров в градусах | ||||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
| Относительная влажность, % | |||||||||||||
| 0 | 100 | 81 | 63 | 45 | 28 | 11 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 1 | 100 | 83 | 65 | 48 | 32 | 16 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 2 | 100 | 84 | 68 | 51 | 35 | 20 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 3 | 100 | 84 | 69 | 54 | 39 | 24 | 10 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 4 | 100 | 85 | 70 | 56 | 42 | 28 | 14 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 5 | 100 | 86 | 72 | 58 | 45 | 32 | 19 | 6 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 6 | 100 | 86 | 73 | 60 | 47 | 35 | 23 | 10 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 7 | 100 | 87 | 74 | 61 | 49 | 37 | 26 | 14 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 8 | 100 | 87 | 75 | 63 | 51 | 40 | 29 | 18 | 7 | 
 | 
 | 
 | |
| 9 | 100 | 88 | 76 | 64 | 53 | 42 | 31 | 21 | 11 | 
 | 
 | 
 | |
| 10 | 100 | 88 | 76 | 65 | 54 | 44 | 34 | 24 | 14 | 5 | 
 | 
 | |
| 11 | 100 | 88 | 77 | 66 | 56 | 46 | 36 | 26 | 17 | 8 | 
 | 
 | |
| 12 | 100 | 89 | 78 | 68 | 57 | 48 | 38 | 29 | 20 | 11 | 
 | 
 | |
| 13 | 100 | 89 | 79 | 69 | 59 | 49 | 40 | 31 | 23 | 14 | 6 | 
 | |
| 14 | 100 | 89 | 79 | 70 | 60 | 51 | 42 | 34 | 25 | 17 | 9 | 
 | |
| 15 | 100 | 90 | 80 | 71 | 61 | 52 | 44 | 36 | 27 | 20 | 12 | 5 | |
| 16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 46 | 37 | 30 | 22 | 15 | 8 | |
| 17 | 100 | 90 | 81 | 72 | 64 | 55 | 47 | 39 | 32 | 24 | 17 | 10 | |
| 18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 65 | 56 | 49 | 41 | 34 | 27 | 20 | 13 | |
| 19 | 100 | 91 | 82 | 74 | 65 | 58 | 50 | 43 | 35 | 29 | 22 | 15 | |
| 20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 | 30 | 24 | 18 | |
| 21 | 100 | 91 | 83 | 75 | 67 | 60 | 52 | 46 | 39 | 32 | 26 | 20 | |
| 22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 | 34 | 28 | 22 | |
| 23 | 100 | 92 | 84 | 76 | 69 | 61 | 55 | 48 | 42 | 36 | 30 | 24 | |
| 24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 | 37 | 31 | 26 | |
| 25 | 100 | 92 | 84 | 77 | 70 | 63 | 57 | 50 | 44 | 38 | 33 | 27 | |
| 26 | 100 | 92 | 85 | 78 | 71 | 64 | 58 | 51 | 46 | 40 | 34 | 29 | |
| 27 | 100 | 92 | 85 | 78 | 71 | 65 | 59 | 52 | 47 | 41 | 36 | 30 | |
| 28 | 100 | 93 | 85 | 78 | 72 | 65 | 59 | 53 | 48 | 42 | 37 | 32 | |
| 29 | 100 | 93 | 86 | 79 | 72 | 66 | 60 | 54 | 49 | 43 | 38 | 33 | |
| 30 | 100 | 93 | 86 | 79 | 73 | 67 | 61 | 55 | 50 | 44 | 39 | 34 | |
