Экспериментальная установка

Вид экспериментальной установки представлен на рис.4

Основной деталью установки является шприц (1) с плунжером (поршнем) (2). Выходное отверстие шприца через уплотняющую трубку герметично соединяется с датчиком давления (4) при изучении законов Бойля –Мариотта и Шарля или с датчиком температуры (5) при изучении закона Гей –Люссака. При перемещении плунжера меняется объем воздуха в шприце и соответственно меняется давление. Для предотвращения утечки воздуха плунжер смазан машинным маслом. Датчики давления и температуры подсоединены к универсальной измерительной установке Кобра3 (6),которая в свою очередь при помощи информационного кабеля подсоединена к компьютеру.

Шприц находится в стеклянном кожухе (7), в который заливается вода. С помощью нагревателя (8) воду можно нагревать, а, следовательно, и менять температуру воздуха в шприце. В правое верхнее отверстие кожуха вставлена термопара (9) , которая также подсоединена к измерительной установке. Внутрь кожуха с водой помещена магнитная мешалка, которую с помощью магнита (10) можно перемещать и тем самым перемешивать нагреваемую воду для равномерного распределения температуры.

Порядок выполнения работы

(при изучении закона Бойля –Мариотта)

Включите компьютер и измерительную установку Кобра3.

Запустите программу «measure», выберите в меню «Приборы» команду «Кобра3. Идеальный газ». На экране монитора появится окно для установки необходимых параметров (рис.5).

Выберите вкладку «Каналы» и установите параметры, как показано на рис. 5. Выберите вкладку «Начало/Конец» и установите параметр «Получить значение нажатием клавиши».

Выберите вкладку «Другие установки». Вид окна для этой вкладки показан на рис.6.

В этом окне выберите « Цифровой дисплей 1» (даже если этот дисплей уже отмечен галочкой, сбросьте ее и снова отметьте). В появившемся окне «Параметры дисплея» выберите «Давление». Аналогично – «Цифровой дисплей 2», параметры дисплея - «Температура», остальные дисплеи отключить.

Выберите «Диаграмма 1». Появится окно, показанное на рис.7. Для «Канал» выберите параметр «Давление», для «Ось Х» диапазон – «1-20» и для «Режим» - «не автодиапазон».

Выберите функцию «Калибровать». Введите значение температуры воды в кожухе, измеренное термометром, который помещается в левое верхнее отверстие стеклянного кожуха (предварительно отвинтив пробку). Не забудьте перевести полученное значение температуры в градусы К. Введите значение давления, измеренное с помощью барометра (в гПа, г≡гекто≡10²). Нажмите «Калибровать», затем «Далее». На экране появится окно, показанное на рис.8.

Сохраните начальное значение объема («Сохранить значение») в окне «Кобра 3 - измерение». Выдвигая поршень, постепенно увеличивайте объем воздуха приблизительно до 70mlс интервалом в 1ml(так как поршень смазан маслом, берите его за самый конец правой рукой, а левой рукой держите стеклянный кожух).При каждом новом изменении сохраняйте значение объема («Сохранить значение») в окне «Кобра 3 - измерение».

После выполнения всех измерений ( 20 значений объема) щелкните на команде «Закрыть». На экране появятся графики зависимостей давления, объема, температуры и обратного объема (1/V) от номера измерения (n ). Щелкните правой кнопкой мыши на диаграмме. В появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица значений объема и давления для каждого измерения. Перепишите эти данные, В принципе дальше по этим данным можно дома все вычислить и построить необходимые графики.

А можно продолжить работу на компьютере. На всякий случай сохраните полученные результаты (меню «Файл», команда «Сохранить как …»). Исходные графики не закрывать.

В меню «Измерение» выберите команду «Управление каналами». Появится окно для выбора каналов по осям “X” и Y” (рис.9).

Вначале выберите «объемV» (то, что хотите откладывать по оси “X”), далее стрелка, стрелка. Затем выберите «давление р» (то, что хотите откладывать по оси “Y”), стрелка, кнопка «да». На экране появится график зависимости давления от объема.Щелкните правой кнопкой мыши на диаграмме. В появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица значений объема и давления для каждого измерения. Перепишите эти данные. Этот график тоже можно сохранить в отдельном файле.

Далее возвращаемся к исходным графикам. Опять в меню «Измерение» выберите команду «Управление каналами». Появится окно для выбора каналов по осям “X” и Y”. Для оси «X» выберите канал « 1/V», для оси « Y» -канал «давление р».Нажмите «Да». На экране появится график зависимости давления от 1/V. Щелкните правой кнопкой на этом графике. В появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица значений давления и 1/V для каждого измерения. Перепишите эти данные. Этот график тоже можно сохранить в отдельном файле.