- •Л.И. Третьяков
- •Определение линейных размеров и объема тела правильной геометрической формы
- •1.1. Цели работы
- •1.2. Основные понятия
- •1.2.1. Масштабная линейка
- •1.2.2. Нониус
- •1.2.2.1. Нониус – многозначная мера длины
- •1.2.2.2. Измерения с помощью нониуса
- •1.2.2.3. Расширенный нониус
- •1.2.2.4. Штангенциркуль
- •1.2.2.5. Определение длины тела с помощью штангенциркуля
- •1.2.2.6. Правила работы и хранения штангенциркуля
- •1.2.3. Микрометрический винт
- •1.2.3.1. Микрометрический винт – многозначная мера длины
- •1.2.3.2. Микрометр
- •1.2.3.3. Подготовка микрометра к измерениям
- •1.2.3.4. Определение длины тела с помощью микрометра
- •1.2.3.5. Правила работы и хранения микрометра
- •1.3. Экспериментальная часть работы
- •Изучение устройства микрометра
- •Подготовка микрометра к работе
- •Измерение линейных размеров тела правильной геометрической формы и расчет погрешностей при прямых измерениях
- •Определение объема прямого прямоугольного параллелепипеда и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •Определение объема прямого кругового цилиндра и расчет погрешностей при косвенных измерениях
- •1.4. Техника безопасности
- •1.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 1–8. Вопросы для защиты: 9–25.
- •1.6. Приложение
- •1.6.1. Единица длины –метр
- •1 Капилляр; 2 газоразрядная лампа; 3 накаливаемый катод; 4 манометр;
- •5 Анод; 6 сосуд Дьюара; 7 герметически закрытая камера; 8 термопара;
- •9 Жидкий азот
- •Нониусы
- •Штангенциркули
- •1.6.4. Микрометры
- •1.7. Список литературы
- •Определеhие массы тела с помощью технических весов
- •2.1. Цели работы
- •2.2. Основные понятия
- •2.2.1. Взвешивание и весы
- •2.2.2. Момент силы. Закон равновесия рычага
- •2.2.3. Принцип взвешивания на рычажных весах
- •1 Коромысло; 2 опорная подушка; 3 опорная призма; 4 грузоподъемные призмы; 5 подушки подвесок; 6 подвески с чашками; 7 гиря; 8 груз
- •2.2.4. Весы для точного взвешивания
- •2.2.5. Точный разновес
- •2.2.6. Технические весы
- •2.2.7. Подготовка технических весов к работе
- •2.2.8. Определение цены деления и чувствительности весов
- •2.2.9. Правила взвешивания
- •2.2.10. Техническое обслуживание весов
- •2.3. Эксперимеhтальhая часть работы
- •2.3.1. Приборы и оборудование
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •Знакомство с устройством и техническими параметрами весов
- •Подготовка весов к работе
- •Определение массы тела
- •Определение плотности тела правильной геометрической формы
- •2.4. Техника безопасности
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Вопросы для допуска: 17. Вопросы для защиты: 833.
- •2.6. Приложение
- •2.6.1. Масса тела
- •2.6.2. Единица массы – килограмм
- •2.6.3. Характеристики точности измерения массы в зависимости от ее величины и метода измерения
- •2.6.4. Призма
- •2.6.5. Сила тяжести и вес тела
- •2. Однако Земля вращается в системе неподвижных звезд и является поэтому неинерциальной системой отсчета.
- •2.6.6. Принцип взвешивания без применения гирь
- •2.6.7. Плотность вещества
- •2.7. Список литературы
- •Определение массы тела
- •1 Подвижные цилиндры; 2 серьги; 3 коромысло весов; 4 неподвижные цилиндры;
- •5 Колонка весов
- •3.2.2. Основные характеристики весов адв-200
- •3.2.3. Влияние различных факторов на чувствительность весов
- •3.2.4. Методы точного взвешивания
- •3.2.4.1. Метод двойного взвешивания (метод Гаусса)
- •3.2.4.2.Метод замещения (метод Борда)
- •3.2.4.3. Метод максимальной нагрузки (метод Менделеева)
- •3.2.5. Правила обращения с аналитическими весами
- •3.2.6 . Установка и техническое обслуживание весов
- •3.2.7. Основные этапы взвешивания
- •3.2.7.1. Проверка исправности весов
- •3.2.7.2. Определение нулевой точки аналитических весов
- •3.2.7.3. Определение чувствительности и цены деления аналитических весов
- •3.2.7.4. Взвешивание на аналитических весах с точностью до 0,1 мг
- •1. Взвешиваемое тело помещают на левую чашку весов
- •2. Взвешиваемое тело помещают на правую чашку весов
- •3.2.8. Поправка на действие силы Архимеда при взвешивании на равноплечих весах
- •3.3. Экспериментальная часть работы
- •3.3.1. Приборы и оборудование
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3.3. Дополнительное задание
- •3.4. Техника безопасности
- •3.5. Контрольные вопросы
- •3.6. Приложение
- •3.6.1. Изолирующие механизмы
- •3.6.1.1. Конструкция простого изолира
- •3.6.1.2. Изолир типа Менделеева
- •3.6.1.3. Трехпозиционный изолир
- •3.6.2. Установка весов
- •3.7. Список литературы
- •Определение плотности жидкостей и сыпучих тел с помощью пикнометра
- •4.1. Цели работы
- •4.2. Основные понятия
- •4.2.1. Определение плотности жидкостей
- •4.2.2. Определение плотности сыпучих тел
- •4.3. Экспериментальная часть работы
- •4.3.1. Приборы и оборудование
- •4.3.2. Порядок выполнения работы
- •Подготовка технических весов к предварительному взвешиванию
- •Изучение устройства аналитических весов адв-200 Подготовка аналитических весов к работе (см. П.3.2.7.1.3.2.7.3)
- •Определение плотности жидкости
- •Определение плотности сыпучего тела
- •4.4. Техника безопасности
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4.6. Приложение
- •Плотность воды (г/cм3), свободной от воздуха в интервале температур 0–300с
- •4.7. Список литературы
Подготовка технических весов к предварительному взвешиванию
Проверить работу технических весов.
Установить технические весы по отвесу.
С помощью регулировочных гаек уравновесить ненагруженное коромысло весов (в арретированном состоянии).
Определить цену деления шкалы технических весов.
ЗАДАНИЕ 2
Изучение устройства аналитических весов адв-200 Подготовка аналитических весов к работе (см. П.3.2.7.1.3.2.7.3)
Ознакомиться с конструкцией весов.
Проверить установку весов по уровню.
Проверить:
плавность хода аналитических весов;
равномерность освещения экрана вейтографа;
контрастность изображения шкалы.
Проверить нулевую точку весов и определить цену деления ненагруженных весов (табл. 3.1).
ЗАДАНИЕ 3
Определение плотности жидкости
Промыть пикнометр дистиллированной водой, ополоснуть спиртом и эфиром и, поместив в сушильный шкаф, тщательно просушить. Признаком хорошего просушивания пикнометра является отсутствие капелек воды на его внутренних стенках при охлаждении до комнатной температуры.
Охлажденный до комнатной температуры пикнометр взвесить с точностью до 0,01 г на технических весах, а затем с точностью до 0,0001 г на аналитических весах и массу разновесов т1 записать в табл. 4.1.
Наполнить пикнометр дистиллированной водой до метки на горлышке. Для наполнения пикнометра внутрь его вводится тонкая трубочка, через которую вливается вода из сифона или бюретки. Избыток воды можно удалить из пикнометра при помощи свернутого в трубочку куска фильтровальной бумаги.
Взвесить пикнометр с водой, записать массу т2 в табл. 4.1.
Вылить воду из пикнометра, просушить его и ополоснуть исследуемой жидкостью.
Наполнить пикнометр исследуемой жидкостью до метки.
Взвесить пикнометр с исследуемой жидкостью. Результаты измерений т3 занести в табл. 4.1.
После окончания работы вылить жидкость из пикнометра, вымыть его и просушить.
Полученные данные подставить в формулу (4.11) и определить плотность исследуемой жидкости. Значение плотности воды взять из табл. 4.3. Плотность воздуха рассчитать по формуле
, (4.20)
где – атмосферное давление;
–молярная масса воздуха;
R = 8,3144 Дж/(мольК) – универсальная газовая постоянная;
Т – температура в весовой комнате.
Примечание. 1) Если требуется определить плотность жидкости при комнатной температуре, то приведение уровня жидкости к метке на горлышке делают при температуре комнаты.
2) Если нужно определить плотность жидкости при температуре 200С, то пикнометр наполняют жидкостью при комнатной температуре так, чтобы уровень жидкости находился выше метки. Затем помещают пикнометр в водяную баню (стакан объемом 5 л, наполненный водой), поддерживая температуру 200С с точностью до 0,10С. Выждав 10 – 15 мин доводят при помощи фильтровальной бумаги уровень жидкости до метки на горлышке. После этого вынимают пикнометр из воды, вытирают чистым полотенцем, следя за тем, чтобы на внешней поверхности не осталось волокон. Затем пикнометр взвешивают на аналитических весах.
Наполнение пикнометра дистиллированной водой до метки должно быть проведено тоже при температуре 200С, как указано выше.
3) Если плотность жидкости необходимо определить при 00С, то наполненный при комнатной температуре выше метки пикнометр помещают в тающий лед. Через 10 – 15 мин доводят уровень жидкости до метки. После этого вынимают пикнометр из льда, обогревают его в руках до тех пор, пока на нем не перестанет выделяться роса, тщательно осушают и взвешивают на аналитических весах спустя 10 – 15 мин.
Наполнение пикнометра дистиллированной водой до метки должно быть тоже проведено при температуре 00С, чтобы исключить изменение объема пикнометра.
Таблица 4.1
Условия опыта: =
=
=
Плотность воздуха =
Плотность воды =
т1 |
∆т1 |
т2 |
∆т2 |
т3 |
∆т3 |
|
∆ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет плотности исследуемой жидкости сделать по формуле 4.11.
Для расчета погрешностей плотности жидкости обозначим первое слагаемое правой части в формуле (4.11)
. (4.21)
Тогда абсолютная погрешность плотности исследуемой жидкости равна сумме абсолютных погрешностей:
. (4.22)
Из выражения (4.21) следует, что относительная погрешность равна
, (4.23)
. (4.24)
Расчет средних значений ,,и абсолютных погрешностей массы,,рассмотрен в лабораторной работе 3, п. 3.2.7.4.
Плотность воды и абсолютная погрешность плотности водыопределяются с помощью табл. 4.3 и зависят от результатов измерения температуры воды во время проведения эксперимента.
Плотность воздуха можно рассчитать по формуле (4.20):
. (4.25)
Откуда следует, что относительная погрешность плотности воздуха равна
, (4.26)
где абсолютная погрешность атмосферного давления, равная погрешности барометра;
абсолютная погрешность молярной массы воздуха;
абсолютная погрешность универсальной газовой постоянной;
абсолютная погрешность температуры воздуха во время проведения измерений.
Абсолютная погрешность плотности воздуха
. (4.27)
Абсолютная погрешность равна
. (4.28)
Подставив (4.27) и (4.28) в (4.22), получим абсолютную погрешность исследуемой жидкости . Относительная погрешностьравна
. (4.29)
Окончательный результат представить в виде:
; . (4.30)
ЗАДАНИЕ 4