fizicheskij_praktikum_zubkov

парообразования с табличным. Сделать выводы.

Котчету представить:

•начальный объем жидкости V1 и ее температуру T1 ;

•время нагревания до кипения t1 и время кипения воды Dtкип ;

•количество сообщенной теплоты в процессе нагревания DQH = Pt1 ;

•значение удельной теплоемкости воды в виде с ± Dс ;

•относительную погрешность измерения eс удельной теплоемкости;

•количество сообщенной теплоты в процессе кипения DQкип = PDtкип ;

•массу выкипевшей воды – массу пара mп ;

•значение удельной теплоты парообразования воды в виде r ± Dr ;

•относительную погрешность измерения удельной теплоты

парообразования er и вывод;

• объем влитой в термос после окончания кипения водыV и ее

2

температуру T2 ;

• значения температур смеси, полученные экспериментально (T ) и из уравнения теплового баланса (Т ¢).

Желательно все данные представить в виде таблицы.

способами можно изменить внутреннюю энергию тела? В каких единицах

теплопроводности, излучении? Запишите формулы, определяющие потоки тепла при конвекции, теплопроводности, излучении.

4. Меняется ли температура жидкости в процессе кипения? На что тратится подводимое к жидкости тепло? От чего зависит скорость испарения жидкости?

101

5.Дать определение удельной теплоемкости и удельной теплоты парообразования. Записать формулы для вычисления c и r.

6.Составить уравнение теплового баланса, из которого определить

установившуюся температуру смеси в калориметре. Кусок льда массой 1 кг при температуре tл = –50С помещают в калориметр с холодной водой при температуре tв = 00С массой 2 кг. Затем в тот же сосуд долили горячую

Теплоемкостью калориметра пренебречь.

102

Лабораторная работа № 9

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОНКОГО ПРОВОДА

напряжения; 2) измерить геометрические параметры проводника и рассчитать его

удельное сопротивление с указанием ошибок измерения.

Приборы и материалы: хромоникелевый провод, лабораторная установка (источник тока, вольтметр, миллиамперметр), микрометр.

9.1. Теоретическая часть

При протекании электрического тока по проводнику вследствие взаимодействия электронов с кристаллической решеткой проводника происходит рассеяние их энергии. Это приводит к необходимости поддерживать некоторую разность потенциалов на концах провода для

поперечного сечения S.

103

Сопротивление металлических проводников увеличивается с ростом температуры. Зависимость удельного сопротивления металлического проводника от температуры выражается линейной функцией

Каждое вещество можно характеризовать постоянной для него величиной, называемой температурным коэффициентом сопротивления

a . Этот коэффициент равен относительному изменению удельного сопротивления проводника при изменении его температуры на 1 К:

где r0 – удельное сопротивление при температуре Т0 = 273К ; r –

удельное сопротивление при данной температуре Т , DТ = Т - 273К .

На основании формул(9.1) и (9.2) построен эксперимент по измерению R и r в данной работе. Оба измерения косвенные, т.е.

определяемые величины R и r являются функциями величин, получаемых при прямом измерении.

9.2. Описание установки

Общий вид прибора представлен нарис. 9.1. Основание оснащено регулируемыми ножками, которые позволяют выравнивать положения прибора. К основанию прикреплена колонна с нанесенной метрической шкалой. На колонке смонтированы

любом положении. Между верхним и нижним кронштейнами закреплен

кронштейне нанесена черта, которая облегчает определение по шкале длины измеряемого отрезка провода. Нижний, верхний и подвижный центральный контакты резистивного провода подведены при помощи проводов малого сопротивления к измерительной части прибора, которая помещена в центральном корпусе и при помощи винтов прикреплена к основанию. Виды лицевой панели измерительного блока представлены на

рис. 9.2.

Рис. 9.2. Вид лицевой панели

установки для измерения удельного сопротивления тонкого провода

подключить внешние приборы к резистивному проводу(клавиша нажата). При отжатой клавише подключены измерительные приборы самого блока; «Переключатель режимов измерений»: отжатый – точное измерение

силы тока, нажатый – точное измерение напряжения; «Регулятор тока» – потенциометр, регулирующий ток, проходящий

через резистивный провод;

9.3.Экспериментальная часть

9.3.1.Измерение сопротивления

1. Установить ручку регулятора тока в крайнее левое положение, включить прибор; подключить внутренние измерительные приборы к резистивному проводу (клавиша «Мост – V-mA» нажата).

2. Передвинуть подвижный кронштейн 1,0на ¸ 0,9 длины

105

резистивного провода ( l1) относительно основания; записать положение кронштейна; оценить ошибку измерения.

3. Включить режим «точное измерение тока», установить регулятором тока минимальное значение тока; переключить прибор на измерение напряжения; записать показания приборов.

4.Измерения повторить 10 раз, постепенно увеличивая ток.

5.Все данные представить в виде табл. 9.1.

Таблица 9.1

I, mA

U, B

R, Ом

6.Построить график U(I).

7.Передвинуть подвижный кронштейн на расстояние 0,2 ¸ 0,3 длины

106

1.С помощью микрометра измерить диаметр провода(измерения произвести в нескольких местах); результат представить в виде d ± D d.

2.Рассчитать площадь поперечного сечения проводника по формуле

4

результат представить в виде S ± DS . Рассчитать удельное сопротивление проводника по формуле

l1 - l2

3.Оценить ошибку измерения удельного сопротивления по методике,

описанной в разделе «Математическая обработка результатов измерения».

4. Результат расчета удельного сопротивления представить в виде r ± Dr .

Котчету представить:

•результаты расчета сопротивления в виде табл. 9.1;

•графики зависимости U(I) для двух положений кронштейна;

•l1, R1, l2 , R2;

•диаметр и площадь поперечного сечения проводника в виде d ± Dd

иS ± DS с выводом формулы для расчета DS;

•вывод формулы для расчета Dr;

•результат расчета удельного сопротивления в виде r ± Dr .

Контрольные вопросы

1.Объясните механизм проводимости в металлах, электролитах, газах.

2.Что такое электрический ток? Каковы условия существования постоянного электрического тока? Сформулируйте и запишите закон Ома для участка и полной цепи.

3.Почему для поддержания постоянной разности потенциалов необходимы силы неэлектрической природы? Что такое ЭДС?

организмов (какие ткани являются проводниками, какие – диэлектриками)?

107

6.Используется ли постоянный электрический ток для лечения? Что такое электрофорез?

7.Как получить формулу (9.5)?

108

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОПОТЕНЦИАЛОВ СЕРДЦА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФА

10.1. Теоретическая часть

При возбуждении тканей(нервы, мышцы) возбужденный участок становится электроотрицательным по отношению к покоящемуся участку. Поэтому, если приложить электроды, присоединенные к гальванометру, к двум участкам ткани, по которой распространяется возбуждение, можно обнаружить существование разности потенциалов в тот момент, когда возбуждение дошло до одного из участков, но еще не дошло до второго.

Сердце – источник биотока – окружено проводящими тканями, в силу чего возникают эквипотенциальные поверхности (поверхности одинакового потенциала), что позволяет измерять не ЭДС, а напряжение между точками приложения электродов на поверхности тела( не непосредственно в сердечной мышце, что было бы крайне неудобно!). Величина этого напряжения в каждый момент сердечного цикла преобразуется прибором в

109

наличии в ней патологии.

10.2.Описание установки

10.2.1.Электрокардиограф

Электрокардиограф (одноканальный) предназначен для записи электрокардиограммы сердечно-сосудистой системы человека. Внешний вид прибора показан на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Внешний вид электрокардиографа

Электрокардиограф состоит из следующих составных частей:

•блока управления, в который входят: плата управления с органами управления, усилитель с органами управления, усилитель биопотенциалов, усилитель регистратора, стабилизатор скорости;

•лентопротяжного механизма, в котором размещено печатающее устройство;

•блока питания.

10.2.2. Органы управления и индикаторы режимов работы

Расположение органов управления электрокардиографом показано на рис. 10.2. Они имеют следующее назначение:

E – разъем кабеля пациента;

F – порт подключения к компьютеру;

110