- •Лабораторний практикум
- •Значення коефіцієнтів Стьюдента
- •1. Прямі вимірювання
- •2. Непрямі вимірювання
- •Оформлення звітів з лабораторних робіт
- •Лабораторна робота n 1 Визначення густини тіла правильної геометричної форми
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Прилади та матеріали: терези, набори гир та важків, досліджувані тіла, підставка, стакан, вода.
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Список літератури
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 4 Визначення модуля юнга на приладі лермантова
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 5 визначення модуля пружності методом деформації прогину
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •II. Визначення моменту інерції:
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 7 визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 8 визначення довжини звукової хвилі і швидкості звуку у повітрі методом резонансу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 9 вивчення поширення ультразвукових хвиль та визначення пружних сталих матеріалу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 10 визначення в’язкості рідини методом стокса
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 11 визнаЧення коефіцієнта внутрішнього терТя і середньої довжини вільного пробігу молекул повітря
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 12 визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин методом краплин
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 13 визначення критичної температури речовини
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 14 визначення величини відношення теплоємностей повітря при постійному тиску і постійному об'ємі
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
Методика виконання роботи
Установка для вимірювання величини відношення для повітря (рис.2) складається із скляного балона (А) великої ємності, який за допомогою крана (В) може з'єднуватися з ручним насосом (Р.Н) та навколишнім середовищем.
Рис. 1 Рис. 2
Різниця між тиском повітря в балоні та атмосферним тиском вимірюється відкритим рідинним манометром (М), одне з колін якого з'єднано в балоном (А). Якщо з'єднати за допомогою крана (В) балон, в якому знаходиться повітря при атмосферному тиску, з насосом і накачати в балон деяку кількість повітря, після чого швидко закрити кран, то тиск повітря в балоні збільшиться. Якщо це збільшення відбулося досить швидко, то манометр покаже стабільну різницю тисків тільки через певний час. Оскільки можна вважати, що швидке стиснення повітря відбулося адіабатично, то температура в балоні зросте. Стабільна різниця рівнів у манометрі (М) встановиться лише після того, як температура повітря всередині балона за рахунок теплопровідності стінок дорівнюватиме температурі навколишнього середовища. Нехай Т1 і Р0 – абсолютна температура і тиск повітря навколишнього середовища; P1 - тиск газу в балоні, тоді різниця рівнів h1 манометра відповідає різниці тисків Р1 і Р0.
(9)
де k - коефіцієнт пропорційності.
У даному випадку T1 і P1 характеризують стан повітря, який назвемо станом 1.
Якщо тепер швидко відкрити кран, то повітря в балоні адіабатично розширюватиметься до тиску Р0 і охолодиться до температури Т2. Нехай це буде стан повітря 2.
Після досягнення в балоні тиску Р0, необхідно швидко закрити кран. Охолоджене до температури Т2 повітря за рахунок теплообміну з навколишнім середовищем нагріється за певний час до температури Т1 і тиск його зросте від Р0 до
(10)
де, різниця між рівнями стовпчиків рідини в манометрі. Нехай це буде стан 3.
Перехід газу із стану 1 ( ) до стану 2 ( ) відбувається адіабатично, тому можна записати згідно з (8):
(11)
Перехід гаау із стану 2 ( ) до стану 3 ( ) здійснюється при постійному об'ємі і згідно з законом Гей-Люссака:
(12)
Після підстановки із (9) значення Р1 в (11) одержимо:
,
або
(13)
Оскільки члени і незначні порівняно з одиницею, то, розкладаючи (13) за біномом Ньютона і беручи тільки члени першого порядку малості, одержимо:
(14)
Вираз, який стоїть у лівій частині рівняння (14), є не що інше, як . Дійсно, після підстановки у рівняння (12) значення із рівняння (10) і розв'язку його відносно , одержимо:
(15)
Отже, можна записати рівняння (14) у вигляді:
(16)
Із (16) одержуємо:
(17)
Порядок виконання роботи
1.Сполучити краном балон із ручним насосом і накачати в балон невелику кількість повітря. Швидко перекрити кран, відключивши при цьому балон від насоса і зовнішнього середовища. Після встановлення теплової рівноваги між повітрям у балоні та оточуючим середовищем, взяти за манометром відлік величини .
Відкрити кран, а потім швидко його закрити. Після встановлення теплової рівноваги між повітрям у балоні і оточуючим середовищем манометр показуватиме стабільну різницю тисків . Взяти за манометром відлік величини .
Повторити дослід 5 - 10 разів для різних значень
За формулою (17) обчислити .
Результати обчислень занести до таблиці.
Визначити похибки методу.
№ |
|
|
|
|
|
1. 2. ... |
|
|
|
|
|