До лаборатоних робіт з курсу загальної фізики Механіка і молекулярна фізика

Міністерство науки, освіти, молоді та спорту України

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова

 

Методичні вказівки

до лаборатоних робіт з курсу загальної фізики

 

 

“Механіка і молекулярна фізика”

 

 

для студентів хімічного факультету

 

 

Одеса 2012

Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу загальної фізики. Розділ «Механіка і Молекулярна фізика» для студентів хімічного факультету/ укладачі: Калінчак В.В., Орловська С.Г., Черненко О.С. – Одеса: ОНУ ім. І.І. Мечникова, 2006. –с.

 

 

Укладачі:

В.В. Калінчак, доктор фізико-математичних наук,

професор кафедри теплофізики;

С.Г. Орловська, кандидат фізико-математичних наук,

доцент кафедри теплофізики;

О.С. Черненко, кандидат фізико-математичних наук,

ст. викладач кафедри теплофізики.

 

 

Рецензенти:

 

Затверджено до друку вченою радою фізичного факультету

Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова

Протокол № від 2011 р.

Зміст

МАТЕМАТИЧНА ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ І ПРЕДСТАВЛЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

1.1. Похибки результатів вимірювань.

1.2. Похибки прямих вимірювань.

1.3. Похибки непрямих вимірювань.

1.4. Правила обчислення похибок.

1.5. Обчислення з наближеними числами.

1.6. Похибки засобів вимірювання.

1.7. Графічне представлення результатів вимірювань

 

Лабораторна робота №1. Вимірювання лінійних розмірів тіл і визначення їх об’ємів.

 

Лабораторна робота №2. Визначення модуля Юнга пружних матеріалів.

 

Лабораторна робота №3. Визначення моменту інерції махового колеса

 

Лабораторна робота №4. Визначення швидкості седиментації по методу Стокса.

 

Лабораторна робота №5. Визначення швидкості поширення звуку в повітрі.

 

Лабораторна робота №6. Експериментальне визначення відношення питомих теплоємкостей C_p/C_v для повітря за методом Клемана-Дезорма.

 

Лабораторна робота №7. Визначення питомої теплоти пароутворення бензолу.

 

Лабораторна робота №8. Визначення сталої Больцмана і числа Лошмідта за допомогою електролізу.

 

Лабораторна робота №9. Визначення абсолютної та відносної вологості повітря психрометром Августа.

 

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

МАТЕМАТИЧНА ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ І ПРЕДСТАВЛЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

Під вимірюванням розуміють порівняння вимірюваної величини з іншою величиною, прийнятою за одиницю вимірювання. Вимірювання підрозділяють на прямі і непрямі. При прямих вимірюваннях визначувану величину порівнюють з одиницею вимірювання безпосередньо або за допомогою…

Похибки результатів вимірювань

де – значення величини x набуте при вимірюванні; характеризує точність… Всі похибки підрозділяють на систематичні, випадкові та грубі (промахи). Причини виникнення похибок найрізноманітніші.…

Похибки прямих вимірювань.

х1, х2, ..., хj , ...,хn. Подамо результати n вимірювань, як відхилення виміряного від істинного… Dх1 = х1 –х; Dх2 = х2 –х; ... , Dх j = х j –х; ..., Dх n = х n –х.

Похибки непрямих вимірювань.

. Тоді якнайкраще значення при оцінці х рівне ,

Правила обчислення похибок

При округленні результатів вимірювань необхідно пам'ятати наступні правила наближених обчислень. 1. Зайві цифри у цілих чисел замінюються нулями, а у десяткових дробів… Наприклад,

Обчислення з наближеними числами

Наприклад, в серії вимірювань одержано: м, м, м, м. У остаточному результаті h = (5390 ± 30)м похибка містить в собі десятки метрів. Цифри, що… До значущих відносять всі вірні і сумнівні цифри; до незначущих – нулі на… Приклад. Числа 584 ± 6; 0.00456 ± 0.00002; 0.002442 ± 0.00003 містять по три значущі цифри. У числі 5628 всі цифри…

Похибки засобів вимірювання.

. По приведеній похибки прилади розділяють на сім класів: 0.1; 0.2; 0.5; 1.0;… Прилади класу точності 0.1; 0.2; 0.5 застосовують для точних лабораторних вимірювань і називають прецизійними.

Графічне представлення результатів вимірювань

Для побудови графіка складають таблицю результатів. Потім на міліметрівці або в графічному редакторі креслять взаємно перпендикулярні осі. По осі…     Іноді користуються іншими позначеннями,… Якщо вимірювана величина змінюється дуже сильно, на декілька порядків, то зручно застосувати логарифмічну шкалу, тобто…

Лабораторна робота №1

Вимірювання лінійних розмірів тіл і визначення їх об’ємів

Для вимірювання лінійних величин застосовують найрізноманітніші способи, вибір яких визначається заданою точністю та умовами експерименту. Для безпосередніх вимірювань довжини широко використовуються такі міри, як… Для більш точних вимірювань користуються приладами з ноніусом, який побудовано за принципом методу збігів. Ноніуси ( у…

Порядок виконання роботи

Визначення об’єму циліндра

1. Штангенциркулем виконати п’ять вимірювань діаметра і п’ять вимірювань висоти циліндра. Дані занести в таблицю.

2. Результати прямих вимірювань обробити в відповідності з теорією похибок і правилами наближення.

3. Обчислити об’єм циліндра, відносну похибку об’єму, а також величину довірливого інтервалу.

Визначення об’єму кулі.

1. З допомогою мікрометра зробити 5 вимірювань діаметра кульки.

2. Виконати обробку прямих, а потім непрямих вимірювань.

3. Обчислити об’єм кулі, відносну похибку об’єму, а також величину довірливого інтервалу.

 

 

Контрольні запитання і завдання.

2. У якому випадку можна вважати, що результати вимірювань узгоджуються з очікуваною залежністю між досліджуваними величинами? 3. Як бути, якщо шукану величину не можна виміряти безпосередньо і її… 4. Охарактеризуйте прямі і непрямі, контактні і безконтактні методи вимірювання лінійних розмірів.

Лабораторна робота №2

Визначення модуля Юнга пружних матеріалів.

Деформацією називають зміну форми та об’єму тіл під дією різних сил. В залежності від сил, які діють, розрізняють наступні види деформацій:… . Напруги в різних точках тіла – різні, та тільки в деяких випадках можна вважати їх постійними у взятому перетині. В…

Лабораторна робота №3

Визначення моменту інерції махового колеса

Тверде тіло являється системою матеріальних точок, відстань між якими при русі не змінюється. При русі навколо нерухомої вісі всі матеріальні точки,… Нехай ri – відстань і-тої матеріальної точки до вісі обертання, а mi – її… ,

Порядок виконання роботи

2. Обертаючи колесо і намотуючи нитку на вал, підняти тягарець на висоту h від найнижчого положення тягарця. 3. Опустити колесо, виміряти час t, за який тягарець опуститься до найнижчого… 4. Зняти колесо і знову повторити дослід п’ять разів, вимірюючи час t0 опускання тягарця до найнижчого положення і…

Контрольні запитання

1.Що таке момент інерції? Яку роль він відіграє в динаміці обертального руху? В яких одиницях він вимірюється?

2. Звідки випливає, що момент інерції тіла є величина адитивна?

3. Сформулюйте теорему Гюйгенса-Штейнера.

4. Який закон покладений в основу виведення емпіричної формули? Сформулюйте його.

5. Момент якої сили приводить до обертального руху колеса?

6. Вкажіть раціональний спосіб обчислення моменту інерції тіл з отворами.

 

Лабораторна робота №4

Визначення швидкості седиментації

По методу Стокса

В даній роботі розглядається процес седиментації (осідання) частинок в полі сили тяжіння, що використовується, наприклад, для розшарування частинок… На тверду кульку, що падає у в'язкій рідині, діють три сили: сила тяжіння… Основну роль тут відіграє не тертя кульки об рідину, а взаємне тертя окремих шарів рідини. Найближчий до поверхні…

Порядок виконання роботи

2. Опустити кульку в гліцерин і визначити час її руху між мітками. 3. Досліди повторити декілька разів з кульками приблизно однакових діаметрів,… 4. Визначити середню швидкість седиментації, розділивши відстань між мітками на час руху кульки.

Контрольні питання.

1. Чому виникають сили тертя, що діють на кульку? Поясніть механізм дії цієї сили.

2. Що таке число Рейнольда? Його фізичний зміст. Як з допомогою нього визначити характер руху кульки?

3. Що таке коефіцієнт динамічної в’язкості? Який його фізичний зміст?

4. Що називається коефіцієнтом кінематичної в’язкості рідини?

5. Чому в в’язкому середовищі згодом кулька рухається з постійною швидкістю?

Лабораторна робота №5

Визначення швидкості поширення звуку в повітрі.

 

Між швидкістю звуку v, його частотою n та довжиною звукової хвилі l існує співвідношення:

v = ln.

Частоту звуку в лабораторних умовах знаходять за частотою ко­ливань джерела звуку. Довжину звукової хвилі в повітрі визначають як відстань між двома послідовними точками, що коливаються в одна­кових фазах. Отже, завдання обчислення швидкості звуку в повітрі зводиться до експериментального визначення положення двох точок, які перебувають одна від одної на відстані l. Цю експериментальну задачу можна розв'язати методом зсуву фаз, а також методом резонансу.

А) Визначення швидкості поширення звуку в повітрі фазовим методом

Мета роботи: Вивчити складання двох взаємно перпендикулярних коливань при різних значеннях різниці фаз між коливаннями. За допомогою фігур Ліссажу виміряти довжину звукової хвилі і її швидкість в повітрі.

Схему експериментальної установки наведено на рис.10. На оптичній лаві розміщено мікрофон і гучномовець, які мо­жуть вільно переміщуватись у горизонтальному напрямі. Гучномовець та мікрофон встановлено на спеціальних каретках. Звук від гучномовця поширюється в повітрі і приймається мікрофоном, де перетворюється в електричні коливання тієї самої частоти. Ці коливання підсилюються підсилювачем низької (звукової) частоти (ПНЧ) і пода­ються на вхід блока вертикально відхиляючих пластин електронного осцилографа («Вхід Y»). На вхід горизонтально відхиляючих пластин «Вхід Х») при вимкненому блоці розгортки подається електричний сигнал тієї са мої частоти від звукового генератора (ЗГ), який живить гучномовець. Отже, промінь електронно-променевої трубки осцилографа бере участь у двох взаємно перпендикулярних коливаннях однакової час­тоти. Розглянемо складання взаємно перпендикулярних гармонічних коливань, які здійснює матеріальна точка і задаються рівняннями:

і .

Тут x, y – зміщення точки вздовж вісі Х та Y; А₁, А₂ – амплітуди коливань, w – кругова частота, рад/с; , – початкові фази.

В результаті обох коливань промінь описує еліпс. Дійсно, виключив з цих рівнянь час t, неважко знайти рівняння траєкторії y(x), що в загальному випадку описує еліпс:

.

Орієнтація цього еліпса по відношенню до осей X і Y залежить від різниці фаз складових коливань:

1. В частинному випадку, коли , де k = 0, 1, 2, … рівняння приймає вид

.

В цьому випадку еліпс симетрично розташований відносно осей координат. При цьому напіввісь еліпса вздовж вісі х дорівнює А₁, а вздовж вісі y – А₂.

2.У випадку, коли , де k = 0, 1, 2, … рівняння приймає вид

.

Це рівняння прямої лінії, в яку вироджується еліпс. При k = 0, 2, 4 …пряма проходить через перший і третій, а при k = 1, 3, 5 … – через другий і четвертий квадранти.

При складенні коливань різних частот отримуються більш складні траєкторії, вид яких залежить від співвідношення частот і різниці початкових фаз. Отримані при складанні взаємно перпендикулярних коливань траєкторії називають фігурами Ліссажу.

Різницю фаз між коливаннями можна змінювати, переміщуючи мікрофон або гучномовець. При зміні відстані між телефоном і мікрофоном на l/2 різниця фаз зміниться на кут . Отож, вимірюючи цю відстань, що відповідає двом найближчим перетворенням еліпса в пряму лінію, можна виміряти довжину хвилі і, знаючи частоту генератора, визначити швидкість звуку.

Реальна картина на екрані осцилографа може відрізнятися від отриманих. Нелінійні спотворення електричних сигналів призводять до того, що вертикальне і горизонтальне зміщення променя не зовсім синусоїдальне, а, отже, і фігури Ліссажу не завжди вдається перетворити в пряму лінію. Тому в цьому випадку мікрофон переміщують до тих пір, поки площа, що обмежує еліпс, не стане мінімальною.

 

Порядок виконання роботи

2. Ввімкнути генератор звукової частоти і дати прогрітися 4 – 5 хв. Встановити ручку «Регулировка выхода» на нульове значення і частоту n =… 3. Підвищуючи напругу на виході генератора, з допомогою ручок «Усиление»,… 4. Повільно переміщуючи мікрофон і гучномовець, дістати на екрані осцилограф пряму, що проходить через перший і…

Контрольні питання.

1. Записати рівняння плоскої бігучої хвилі. Що таке довжина хвилі? Хвильове число?

2. Отримати рівняння траєкторії, яку описує електронний промінь, що здійснює одночасно коливання в двох взаємно перпендикулярних напрямах.

3. При яких умовах на екрані видно еліпс, пряма, коло?

4. Як створюється різниця фаз між взаємно перпендикулярними коливаннями електронного променя?

5. Які зміни виникнуть на екрані осцилографа, якщо між мікрофоном і гучномовцем помістити руку чи інший предмет?

6. Залежить чи швидкість звуку від частоти? Дати означення дисперсії звуку.

B)Визначення швидкості звука в повітрі методом резонансу.

При поширенні звукової хвилі в газах відбувається багаторазове стиснення та розширення газу. Це приводить до підвищення або зменшення його… Отже, з точки зору термодинаміки, процес поширення звуку в газах можна вважати… ,

Порядок виконання роботи

2. Опускати баластну посудину В, збільшуючи тим самим висоту повітряного стовпа. 3. По лінійці помітити ті поділки, де спостерігається максимум гучності звука… 4. Визначити висоту повітряного стовпа, при якому спостерігається перший резонанс. Дослід повторити 3-5 раз.…

Контрольні питання

1. Що таке хвиля? Які хвилі називаються поздовжніми? Які поперечними?

2. Чому процес поширення звуку в повітрі вважають адіабатичним?

3. Як залежить швидкість поширення звуку в повітрі від температури?

4. Яку хвилю називають стоячою і як вона виникає?

5. Які точки стоячої хвилі називаються вузлами, які пучностями?

6. Як визначається енергія в стоячій хвилі? Чому стояча хвиля не переносить енергію?

7. При якій довжині повітряного стовпа спостерігається максимум гучності звучання і чому?

8. Як впливає густина відбиваючого середовища на положення вузлів і пучностей у стоячій хвилі?

 

Лабораторна робота №6

Експериментальне визначення відношення питомих теплоємностей для повітря

За методом Клемана-Дезорма

Теплоємністю тіла називають кількість тепла, яку треба надати йому чи відібрати для зміни температури тіла на один градус: . Розглядають питому cта молярну CM теплоємності, які характеризують вже не тіло, а речовину, з якої складається тіло.…

.

Тому, залежно від того, здійснюється чи ні робота при нагріванні тіла, до нього треба підвести більшу чи меншу кількість тепла для однієї й тієї ж зміни його внутрішньої енергії(температури). Таким чином, теплоємність визначається не тільки властивостями речовини, але залежить також від умов нагрівання тіл та є функцією процесу.

Для твердих та рідких тіл робота, яка пропорційна зміні об’єму dV тіла при його нагріванні , дуже мала, що їй можна знехтувати, тому теплоємність цих тіл в різних процесах практично однакова. Це пов’язано з тим, що такі тіла мають малі значення температурного коефіцієнту розширення.

Для газів залежність величини теплоємності від виду процесу виявляється суттєвою. Якщо нагрівання газу відбувається без здійснення роботи, тобто при сталому об’ємі, то відповідна цьому процесу теплоємність має назву теплоємності при сталому об’ємі C_vта ,так як в даному випадку dA=0 та dQ = dU, то

,

а зміна внутрішньої енергії газу dU = C_vdT.

Якщо при нагріванні на dT газ здійснює роботу, то для тієї ж зміни внутрішньої енергії треба затратити тепло більше на величину цієї роботи. З урахуванням виразів для dAта dU перший закон термодинаміки треба записати таким чином:

.

Зокрема, при нагріванні зі здійсненням роботи тиск може залишитись сталим. Теплоємність такого процесу має назву теплоємності при сталому тиску C_p і дорівнює

,

тобто більше на величину . Останню величину легко обчислити для ідеального газу з рівняння його стану . Для 1 молю газу газу при сталому тиску (p = const): , звідси отримаємо рівняння Майєра:

.

Враховуючи, що внутрішня енергія молю ідеального газу , де і – число ступенів свободи , запишемо: та .

Для опису адіабатичного процесу, а також для великої кількості інших процесів, суттєве значення має відношення , яке іноді називають коефіцієнтом Пуассона. Очевидно, що для газів . Таким чином, це відношення може бути знайдено шляхом розрахунку, якщо відомо число ступенів свободи i молекули даного газу. Для одноатомних газів i=3, звідки , а для двохатомних (N₂ ,O₂ ) – i=5 та .

Для експериментального визначення g можна використати рівняння адіабатичного процесу . Один з методів базується на тому, що процес розповсюдження звукових коливань в газах є майже адіабатичним, причому швидкість розповсюдження звуку в повітрі має наступний вираз: , звідси .

Визначив експериментально швидкість звуку та температуру газу відомого хімічного складу (це означає, що відома молярна маса m), можна знайти величину g.

В методі Клемана-Дезорма (рис. 12) використовують балон, з’єднаний трубкою з водяним манометром та іншою трубкою з краном K, який з’єднує балон об’ємом V з оточуючим повітрям. Цю трубку використовують для накопичення у балоні повітря за допомогою ручного насосу та для випуску надлишку повітря. В методі газ послідовно проходить крізь три стани, які характеризуються такими параметрами (P₁ ,V₁, T₁ ), (P₂ ,V, T₂ ), (P₂ ,V, T₁ ).

До балону при закритому крані накачують повітря. Надмірний тиск можна визначити за допомогою відкритого манометру. Так як повітря, що стискається під поршнем насосу, нагрівається, то треба зачекати, поки внаслідок теплообміну температура його зрівняється з температурою оточуючого середовища T₁. При цьому тиск повітря P₁ в балоні визначається за усталеною різницею рівнів рідини в манометрі. Відкривши кран, ми даємо повітрю можливість виходити з балону, поки тиск у ньому не зрівняється з зовнішнім, атмосферним Р₀, після чого кран K знову закриваємо. Зрозуміло, що маса газу, яка тепер заповнює об’єм V балону, займала перед відкриттям крану менший об’єм V₁, який був лише частиною повного об’єму V. Процес розширення газу можна вважати адіабатичним, так як він відбувається настільки швидко, що помітного теплообміну між газом та стінками балону не здійснюється. Тому повинно виконуватися рівняння адіабати:

(1).

До моменту закриття крану тиск усередині та зовні об’єму зрівнялись, але газ в балоні охолонув внаслідок адіабатичного процесу. Якщо зачекати, поки газ, завдяки теплообміну, нагріється до початкової температури кімнати, то тиск у балоні підвищиться до якоїсь величини р₂, що можна відстежити за показами манометру. Порівнюючи цей останній стан маси газу, який залишився у балоні (P₂ ,V,T), з початковим, перед відкриттям крану K (P₁,V₁,T), ми побачимо, що обидва процеси спостерігаються при сталій температурі і тому в даному випадку можна використати закон Бойля-Маріотта

. (2)

З останніх двох рівнянь можна виключити об’єми, які не змінюються. Для цього треба піднести рівняння (2) до степені g та почленно поділити на рівняння (1).

або

З останнього рівняння величина g може бути знайдена шляхом логарифмування:

Так як практично тиски p₁, p₂, p₀ мало відрізняються між собою, то різниці логарифмів можна замінити різницями відповідних чисел:

Різниця рівнів рідини y трубках манометру h показує, на скільки тиск у посудині більше атмосферного, тобто , . Тому робоча формула для визначення g має вигляд:

,

де h₁ – різниця між рівнями рідини в першому стані, h₂ – в останньому.

 

Порядок виконання роботи

2.Відкрити кран, швидко випустити таку кількість повітря, щоб тиск у балоні дорівнював атмосферному (відсутність різниці рівнів) та закрити кран. … 3.Спостерігаючи за манометром, зачекати, поки різниця рівнів h2 не перестане… 4. За формулою розрахувати перше значення g.

Контрольні питання

2.Що характеризує та від чого залежить теплоємність тіла? Чим відрізняються питома та молярна теплоємності? 3.Чому відношення не може бути менше одиниці? Як відрізняються Cp та Cv для… 4.Що розуміють під числом ступенів свободи? Чому число ступенів свободи молекул інертних газів дорівнює 3? Яке число…

Лабораторна робота №7

Визначення питомої теплоти пароутворення

Бензолу.

Для опису стану речовини і фазових переходів, що відбуваються в ній, зручно користуватися фазовими діаграми (діаграмою стану). Криві на рис.13… Криві на фазовій діаграмі відповідають рівновазі між двома фазами. Так крива… Крива випаровування закінчується точкою К – критичним станом речовини, в якому зникає відмінність між фізичними…

Порядок виконання роботи

Примітка. Для визначення тиску насиченої пари бензолу при кімнатній і інших температурах необхідно від 105 Па (1 атм) відняти свідчення манометра. … 2. За допомогою крана з’єднати систему з повітрям і включити нагрівач. Досягши… 3. Ввімкнути електроплитку і виміри провести при нагріванні через кожні 5°С до температури 50°С. Дані р і Т занести в…

Контрольні питання

1.Що являє собою фазовий перехід? Наведіть приклади фазових переходів І роду.

2.Що таке діаграма станів?

3. Охарактеризуйте потрійну точку і критичну точку.

4. Яким рівнянням описуються криві на діаграмі станів?

5. Що називають термодинамічним потенціалом?

6. Що таке теплота фазового переходу і від чого вона залежить?

7. Як з рівняння Клаузіуса-Клапейрона визначити питому теплоту пароутворення?

 

 

Лабораторна робота №8

Визначення сталої БОЛьцМАНА І ЧИСЛА ЛОШМІДТА

За допомогою електролізу

Виходячи з молекулярно-кінетичного тлумачення поняття температури (міра середньої кінетичної енергії молекул), її слід вимірювати в одиницях… Електролітами в широкому значенні слова називають речовини, що хімічно… Заряди в електролітах переносяться іонами. Згідно теорії електролітичної дисоціації, кожна молекула солей, лугів і…

Порядок проведення досліду

1.Зібрати електричне коло. Включити джерело напруги і встановити електричний струм I = 0.25 – 0.3 А. Підтримувати його протягом всього досвіду постійним.

2.Одночасно з включенням струму ввімкнути секундомір. Коли в катодному коліні виділиться 5 – 6 см³ газу, вимкнути струм і зупинити секундомір. Потім почекати поки всі кульки газу вийдуть з розчину, після цього можна зробити відлік по нижньому краю меніска.

3. Провести вимірювання висоти h рідини в середній коліні по відношенню до висоти в катодному коліні.

4. Дослід повторити 5 разів. Після кожного вимірювання газ з вольтелектрометра необхідно акуратно випустити виділений газ в атмосферу.

Примітка. Вимірювання об'єму водню, що виділився, і висоти h проводяться в 5 дослідах, при цьому час протікання струму необхідно чітко витримувати.

5. Використовуючи приведені формули визначити сталу Больцмана і число Лошмідта.

 

Контрольні питання

1. Що таке електроліз? Як він відбувається?

2. Чому на електродах при електролізі розчину сірчаної кислоти виділяються кисень і водень?

3. Чому для знаходження сталої Больцмана спостерігають за виділення водню, а не кисню?

4. Де застосовується електроліз?

5. Який фізичний зміст має стала Больцмана?

6. Що таке число Лошмітда? Число Авогадро?

 

 

Лабораторна робота №9

Визначення абсолютної та відносної вологості

Повітря психрометром Августа.

Мета роботи:визначити відносну та абсолютну вологість за допомогою психометра Августа. Атмосферне повітря містить деяку кількість водяних парів. Кількість цих парів… Абсолютною вологістю повітря називають масу водяної пари в грамах, що міститься в 1 м3 повітря, тобто її парціальній…

.

Величина називається сталою психрометра..

Стала психрометра А в основному залежить від швидкості руху повітря, яка визначає коефіцієнти теплообміну і випаровування. Експериментальними дослідженнями К.О. Зворикіна встановлено таку формулу для цього коефіцієнту:

,

де v – швидкість руху повітря біля психрометра, м/с. Стала А дуже залежить від швидкості руху повітря в області малих значень швидкості, при великих – змінюється мало. Тому створюючи вентилятором вимушено рухатися повітрю зі швидкістю 3-5 м/с, стала психрометра змінюється мало і дорівнює A»0.0007.

Тому кінцева формула для визначення абсолютної вологості має вигляд

. (2)

Формула вірна в тому випадку, коли біля приладу утворюється рівномірний рух повітря.

 

Порядок виконання роботи

2. Ключем заводять вентилятор (5-6 обертів ключа), приводячи тим самим в рух повітря, і слідкують за температурою “мокрого” термометра. 3. Коли температура “мокрого” термометра перестане понижуватися і буде мати… 4. Вимірюють барометром атмосферний тиск .

Контрольні питання

1. Що таке абсолютна і відносна вологість? Як вони визначаються?

2. Що таке насичена пара? Ненасичена?

3. Чому вранці спостерігається випадання роси чи появлення туману? Чому вона згодом зникає?

4. Від чого залежить швидкість охолодження?

5. Чому температура вологого термометра менша за температуру сухого?

6. Для чого термометри поміщені в нікельовані металеві трубки?

 

 

РЕКОМЕНДОВАНА Література

1. Загальна фізика: лабораторний практикум: Навч посібник./ В.М. Барановський, П.В. Бережний, І.Т. Горбачук, В.П. Дущенко, М.І. Шут/ – К.: Вища шк., 1992.–509 с.

2. Физический практикум. Механика и молекулярная физика / под ред. В. И. Ивероновой – М.: Изд-во «Наука», 1967. – 354 с.

3. Савельев И.В. Курс общей физики: учебное пособие для студ. втузов: ВЗТ – 3-е изд., исправл. – М.: Наука Т1: Механика; Молекулярная физика, 1987 – 432с.

4. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т.І. Механика. – М.: Наука, 1989. – 576с.

5. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т.ІІ. Термодинамика и молекулярная физика. – М.: Наука, 1990. – 592с.

6. Матвеев А.Н. Механика и теорія относительности. М.: Мир и Образование.– 3-е изд.. – 2003. – 432 с.

7. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М.: Высшая школа. – 1981. – 400 с.

8. Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов – 11-е изд., стер. – М.: Академия, 2006. – 560 с.

9. Стрелков С.В. Механика. – М.: Наука, 1975. – 560 с.

10. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1976. – 480 с.

11. Дефлаф А.А., Яворский Б.М. Справочник по физике /для инженеров и студентов вузов/ М., Издательство “Наука”, издание третье, 1965