Методические указания по проведению лабораторных работ по учебной дисциплине Физика

Скачать 0.73 Mb.

Название	Методические указания по проведению лабораторных работ по учебной дисциплине Физика
страница	3/9
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Проверка закона Гей - Люссака.

Нагретую стеклянную трубку достаём из горячей воды и опускаем открытым концом в небольшой сосуд с водой.
Удерживаем трубку вертикально.
По мере охлаждения воздуха в трубке вода из сосуда заходит в трубку (рис 6).
Находим и

длина трубки и столба воздуха ( в начале опыта)

объём тёплого воздуха в трубке ,

площадь поперечного сечения трубки.

высота столба воды, зашедшей в трубке при остывании воздуха в трубке.

длина столба холодного воздуха в трубке

объём холодного воздуха в трубке.

На основании закона Гей-Люссака

У нас для двух состояний воздуха

или

(2)

(3)

температура горячей воды в ведре

комнатная температура

Нам нужно проверить уравнение (3) и, следовательно закон Гей – Люссака.

Вычислим

Находим относительную погрешность измерения при измерении длины принимая l=0.5 см.

Находим абсолютную погрешность отношения

=……………………..

Записываем результат показания

………..…..

Находим относительную погрешность измерения Т, принимая

Находим абсолютную погрешность вычисления

Записываем результат вычисления

Если интервал определения отношения температур ( хотя бы частично) совпадает с интервалом определения отношения длин столбов воздуха в трубке, то уравнение (2) справедливо и воздух в трубке подчиняется закону Гей- Люссака.

Вывод:……………………………………………………………………………………………………

Требование к отчёту:

Название и цель работы.
Перечень оборудования.
Нарисовать рисунки с приложения и сделать выводы для опытов 1, 2, 3, 4.
Написать содержание, цель, расчёты второй части лабораторной работы.
Написать вывод по второй части лабораторной работы.
Построить графики изопроцессов ( для опытов 1,2,3) в осях: _; _; _.
_{Решить задачи:}

1. Определить плотность кислорода, если его давление равно 152 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул -545 м/с.
2. Некоторая масса газа при давлении 126 кПа и температуре 295 К занимает объём 500 л. Найти объём газа при нормальных условиях.
3. Найти массу углекислого газа в баллоне вместимостью 40 л при температуре 288 К и давлении 5,07 МПа.

Приложение

₆₎

Лабораторная работа №4 « Определение удельной теплоёмкости тела»

Цель работы: Определить тип вещества по известной теплоемкости. Научиться пользоваться уравнением теплового баланса при расчете теплоемкостей различных веществ.
Оборудование: 1.Весы электронные

2.Термометр - термопара

3.Калориметр.

4.Металлические цилиндры из различных материалов

5.Таблица теплоемкостей различных веществ.

Теория.

В этой работе предлагается измерить удельную теплоемкость металлического тела. В основу работы положен закон сохранения и изменения внутренней энергии вещества.

Поместим металлическое тело массой m₁ в чайник с водой и доведем воду до кипения, при этом очевидно, что температура тела t₁ станет равной температуре кипения воды, то есть t₁ = 100^о. В случае использования термопарного термометра, ( во избежание ожогов ) не доводите воду до кипения ! Максимальная температура воды, с которой нужно работать не должна превышать 70 ⁰С.

Нальем в калориметр холодной воды и быстро перенесем горячее тело из чайника в калориметр. Тело остынет до некоторой температуры t_к, а калориметр и вода в нем нагреются до этой же температуры. Количество тепла, отданное при остывании тела, равно:
Q₁ = c₁m₁ (t₁ - t_к) (1)
где с₁ - удельная теплоемкость тела.
Количество тепла, полученное водой и калориметром при этом равно:
Q₂ = (с₂m₂ + c_Alm₃)(t_к - t₂) (2)
где с₂ = 4200 Дж/Кг* К - удельная теплоемкость воды,

m₂ - масса холодной воды в калориметре,

c_Al = 920 Дж/Кг*К - удельная теплоемкость алюминия из которого сделан внутренний стакан калориметр,

m₃ - масса внутреннего стакана калориметра,

t₂ - температура холодной воды в калориметре.
Если пренебречь работой, совершаемой при сжатии тела и расширении калориметра и воды то можно считать, что количество тепла, отданное при остывании тела, равно количеству тепла, полученному водой и калориметром , то есть:
c₁m₁ (t₁ - t_к) = (с₂m₂ + c_Alm₃)(t_к - t₂)
Отсюда находим удельную теплоемкость вещества, из которого изготовлено исследуемое тело:
с₁ =

(3)
Ход работы:

1. Взвесить внутренний сосуд калориметра.

2. Налить в него воду, немного меньше половины и вновь взвесить для определения массы воды.

3. Собрав калориметр, опускают в него термометр и измеряют начальную температуру воды t₂.

4. Из чайника с горячей (кипящей )водой достают за нитку исследуемое тело.

Быстро переносят тело в калориметр, слегка размешивают термометром воду в калориметре и следят за повышением его температуры.

5. Когда температура перестанет повышаться записывают показание термометра t_к.

6. Вынимают исследуемое тело, вытирают его и взвешивают.

7. По формуле (3) вычисляют удельную теплоемкость исследуемого тела.

8. Измерения проводят для трех тел из разного материала.

Контрольные задачи и вопросы:

В медном калориметре массой 100 г находится 1 кг воды при температуре 20° С. В воду опускают свинцовую деталь массой 2 кг, имеющую температуру 90° С. До какой температуры нагреется вода? (В этой и последующих задачах потерями теплоты в калориметре пренебречь.)
К чайнику с кипящей водой ежесекундно подводится энергия, равная 1,13 кДж. Найдите скорость истечения пара из носика чайника, площадь сечения которого равна 1 см². Плотность водяного пара считать равной 1 кг/м³. Удельная теплота парообразования воды 2260 * 10³ Дж/Кг.
Что такое удельная теплоёмкость тела?
Как используется закон сохранения энергии (в виде уравнения теплового баланса) в данной работе?

Лабораторная работа №5 «Определение удельной теплоты парообразования».
Цель работы: Определить удельную теплоту парообразования

ОБОРУДОВАНИЕ: Самодельный парообразователь, калориметр, сухопарник, термометр, нагреватель, стакан с водой, колба с водой.

Теория

Если нагревать некоторое количество воды и при этом измерять ее температуру и количество теплоты Q, подводимое к ней, то зависимость t от Q выразится графиком, изображенным на рис. 1.

http://theorphys.vvoi.ru/course/physics/t4/t4_i1.gif

Рис. 1

Из графика видно, что вначале, по мере нагревания, температура жидкости растет пропорционально количеству подводимой теплоты Q (участок AB на графике).

Повышение температуры жидкости при нагревании указывает на увеличение средней кинетической энергии молекул.

Но, начиная с некоторого момента, рост температуры прекращается, хотя теплота по-прежнему подводится к жидкости (участок BC). Это – переходное состояние, здесь происходит переход из жидкого состояния в парообразное. Увеличение потока теплоты может лишь ускорить ход парообразования, но не изменяет температуры парообразования. Теплота в этом случае затрачивается на изменение связей между молекулами жидкости.

Затрата тепловой энергии на работу против сил сцепления не повышает энергии теплового движения молекул, и, следовательно, не повышает температуры, она полностью идет на изменение состояния. Поэтому эту теплоту назвали скрытой теплотой парообразования.

Различаются жидкости по количеству теплоты, которое требуется для превращения единицы массы каждой из них в пар при одинаковых условиях. Поэтому для характеристики этого свойства жидкостей вводится особая величина, называемая удельной теплотой парообразования.

Удельная теплота парообразования есть величина, измеряемая количеством теплоты, необходимым для превращения 1 кг жидкости в пар при температуре парообразования.

Если обозначить удельную теплоту парообразования через r, массу испарившейся жидкости через m, количество теплоты, необходимое для парообразования, через Q, то Q = rm.

При конденсации каждый килограмм пара выделяет количество теплоты, которое потребовалось бы при той же температуре для преобразования 1 кг жидкости в пар.

Рис. 2

Прибор для определения удельной теплоты парообразования воды состоит из парообразователя A с исследуемой жидкостью, проводящей трубки B и калориметра E (рис. 2). В данной работе удельная теплота парообразования воды определяется на основании уравнения теплового баланса. Количество теплоты, отданное всеми остывшими телами, равно количеству теплоты, полученному всеми нагревающимися телами.

Применим этот закон для нашего случая. Пусть в калориметр массой m₁, удельная теплоемкость которого равна C₁, налито m₂ граммов воды при температуре t₁. В воду пропущено m₃ граммов водяного пара при температуре кипения t_k = 100 ⁰C.

Пусть θ – окончательная температура смеси. Пар, попадая
в калориметр, прежде всего, сконденсируется в воду без изменения температуры. При этом он отдаст количество теплоты:

(1)

Вода, полученная из пара при остывании от температуры кипения t_k=100 ⁰C до температуры смеси, отдаст количество теплоты:

(2)

где C₂ – удельная теплоемкость воды.

Калориметр с водой, в свою очередь, нагревается. Теплота, полученная калориметром:

(3)

Теплота, полученная водой в калориметре:

(4)

На основании уравнения теплового баланса:

или

(5)

Отсюда, удельная теплота парообразования воды равняется:

(6)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Похожие:

	Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...		Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...
	Методические указания по проведению лабораторных/практических работ по учебной дисциплине ...		Методические указания к проведению лабораторных работ рпк «Политехник» Спецкурс по эксплуатации систем электроснабжения: Методические указания к проведению лабораторных работ / Сост. С. В. Хавроничев;...
	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная...		Угловые измерения в геодезии методические указания к выполнению лабораторных... Занятия по изучению устройства теодолита, выполнению поверок и юстировок теодолита, а также по измерению горизонтальных и вертикальных...
	Методические указания по выполнению практических работ по учебной дисциплине Методические указания для выполнения практических работ разработаны на основе программы учебной дисциплины «Устранение и предупреждение...		Методические указания по проведению лабораторных работ Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании пцк по укрупненной группе 140000 Электроснабжение (нпо и спо)
	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Сметное дело» ...		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ
	Инструкция по подготовке и проведению огэ по предмету «Физика» Для... В качестве организаторов ппэ и специалистов по проведению инструктажа и обеспечению лабораторных работ привлекаются лица, прошедшие...		Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е....
	Методические указания по дисциплине пд. 02 Химия для выполнения лабораторных... Методические указания и задания к лабораторно-практическим занятиям для студентов специальности 35. 02. 05 Агрономия по дисциплине...		Методические указания к практическим работам по учебной дисциплине Методические указания к практическим работам по учебной дисциплине История отечественного государства и права для студентов спо специальности...
	Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Методические указания предназначены для обучающихся по специальностям технического профиля 21. 02. 08 Прикладная геодезия		Методические указания по планированию, организации и проведению практических... Методические указания предназначены для планирования, организации и проведения практических работ по общепрофессиональной дисциплине...

Руководство, инструкция по применению