Лабораторная работа
«Насосы»
Цель работы: изучить принцип действия насосов и научиться демонстрировать их действие в различных опытах.
Подготовка к работе (до занятия):
Ознакомиться с приборами по данной теме, используя книги и инструкции к приборам.
Записать в тетрадь правила работы с насосами и их технические данные.
Сделать основные записи и рисунки к опытам.
На занятии:
Изучить оборудование по теме к каждому опыту.
Внимательно изучить устройство вакуумной тарелки с манометром и колоколом, рассмотреть устройство крана. Е.Н.Горячкин и В.П.Орехов, Методика и техника физического эксперимента, стр.227, А.А.Марголис, Практикум, 1968 г., стр.110.
Примерный порядок демонстраций:
Адиабатное охлаждение при быстром расширении сжатого воздуха. Практикум, 1968 г., задание 4, стр.107.
Раздувание резиновой камеры под колоколом воздушного насоса или в бутылке, закрытой пробкой с трубкой для откачивания воздуха. Е.Н.Горячкин и В.П.Орехов, Методика и техника физического эксперимента, стр.233.
Продемонстрировать фонтан в вакууме. Е.Н.Горячкин и В.П.Орехов, Методика и техника физического эксперимента, стр.231.
Продемонстрировать скорость падения тел в трубке Ньютона. А.А.Марголис, Практикум, 1968 г., задание 7, стр.110.
Продемонстрировать кипение воды при пониженном давлении. А.А.Марголис, Практикум, 1968 г., задание 10, стр.112.
Кипение воды при пониженном давлении можно продемонстрировать, используя бутылку с водой. Воду, подогретую до 30-400 (примерно один стакан), примерно один стакан, вылить в бутылку и, закрыв ее пробкой с резиновым шлангом, откачать воздух насосом Комовского или воздушным ручным насосом.
Почему сразу же после прекращения работы насоса необходимо отсоединить шланг от насоса и вытащить из бутылки пробку?
Примечание: сравнить технические данные различных насосов, обратить внимание на выбор насоса в каждом опыте.
В целях безопасности внимательно проверять перед каждым опытом правильность включения насоса («разрежение» или «нагнетание»).
Правила применения вакуум-насоса:
При пользовании насосами следует соблюдать следующие правила:
При работе с насосом Шинца его поршень следует сдвигать на всю длину цилиндра примерно под полусекундный счет: раз, два; раз, два…, но без резких ударов об основания последнего. При очень быстрых и коротких по длине качаниях насос работает намного хуже.
Для получения наибольшего разрежения поршень насоса Шинца особенно важно каждый раз доводить до нижнего предельного положения, что нужно для уменьшения «мёртвого» пространства.
При работе насосом Комовского плавно вращать рукоятку по часовой стрелке, делая примерно 60-120 оборотов в минуту (т.е. с секундным или полусекундным счетом). При резком изменении скорости или весьма быстром вращении возможна порча насоса.
Перед соединением прибора или тарелки с насосом следует выбрать ниппель, соответствующий выкачиванию (нагнетанию), что легко определить, приведя насос в действие и прикладывая палец к отверстиям ниппелей.
Перед каждым, хотя бы временным, прекращением работы поршнем закрывать кран, разобщая насос от тарелки (снимать трубку с прибора, с которым соединен насос).
В опытах, сопровождающихся испарением воды, часть воды попадает на стенки насоса, поэтому насос следует «просушить» после окончания работы, сделав для этого вхолостую несколько десятков качаний.
Колокол, поставленный на тарелку, при начале откачки следует несколько нажать руками вниз и слегка повернуть. Затем, сделав несколько качаний, убедиться, что колокол «присосался», т.е. не поддается усилию руки, стремящейся поднять его вверх (колокол перед началом работы следует смазать вазелином по линии соприкосновения с тарелкой).
После окончания опыта, шланг отсоединяют от тарелки обязательно при закрытом кране. Воздух под колокол впускают медленно, лишь постепенно открывая кран; при быстром впускании воздуха ртуть манометра может своим ударом разбить его стеклянную трубку.
После работы с тарелкой протереть ее поверхность и кран колокола для удаления смазки, которая при хранении загустевает и сильно грязнится.