Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Лабораторний практикум з фізики. Частина 3 (ядерна фізика, статистична фізика і термодинаміка, фізика твердого тіла)

Предмет: 
Тип роботи: 
Навчальний посібник
К-сть сторінок: 
142
Мова: 
Українська
Оцінка: 

justify;"> 

1. Штангенциркулем виміряти відстань l між термометрами t3 і t4, а також записати значення площі поперечного перерізу мідного стержня S (наводиться в інструкції до установки) і увімкнути нагрівач.
2. Після достатнього прогрівання стержня відкрити кран і повільно пропускати воду через холодильник. Потік охолоджувальної води регулюють таким чином, щоб досягти максимальної різниці температур, що реєструються термометрами t3 і t4.
3. Після встановлення стаціонарного режиму теплопередачі, якому відповідає сталість показань всіх термометрів, вимірюють температури t1, t2, t3 і t4.
4. При такому установленому потокові охолоджувальної води секундоміром заміряють час , протягом якого в мензурці 6 збирається деякий її об'єм (наприклад, 100 см3).
5. З таблиць знаходять теплоємність води с і її густину  при температурних умовах досліду.
6. Результати вимірювань записують в таблицю. 
Обробка результатів експерименту та їх аналіз
1. За формулою (6) обчислити середнє значення коефіцієнта теплопровідності.
2. Визначити відносну і середню абсолютну похибки вимірювання і записати кінцевий результат  .
 
Контрольні запитання
 
1. Основні види теплообміну.
2. Теплопровідність як явище переносу енергії та й пояснення.
3. Закон Фур'є.
4. Фізичний зміст коефіцієнта теплопровідності, одиниця його вимірювання в системі СІ.
 
Лабораторна робота № 7. 5 ДОСЛІДЖЕННЯ КРИТИЧНИХ ЯВИЩ В СИСТЕМІ РІДИНА – ПАРА
 
Мета роботи: провести спостереження за проходженням ефіру через критичний стан, визначити його критичну температуру і розрахувати поправки Ван-дер-Ваальса.
Прилади і матеріали: запаяна скляна ампула з ефіром; сушильна шафа з додатковим електричним підігрівом та освітлювальною лампочкою; термометр; автотрансформатор.
 
 Теоретичні відомості
 
На відміну від ідеального газу, стан якого описується рівнянням Менделєєва-Клапейрона, молекули реальних газів мають певні розміри (власний об'єм) і потенціальну енергію взаємодії. Тому рівняння Менделєєва-Клапейрона для реальних газів виявляється неточним і тільки в певному наближенні описує їх стан при досить високих температурах та малих тисках. В інших умовах нехтувати розмірами молекул та силами їх взаємодії для реальних газів не можна.
Виходячи з цих міркувань у 1873 році голландський фізик Ван-дер-Ваальс ввів до рівняння Менделєєва-Клапейрона поправки відповідно на розміри молекул і на взаємодію між ними.
Якщо уявити молекули реальних газів у вигляді сферичних утворень та врахувати, що вони не можуть бути щільно упаковані, то можна показати, що кожна з них створює навколо себе недоступний для інших молекул об'єм, рівний чотирьом власним об'ємам однієї молекули. Для одного моля реального газу об'єм, який займають його молекули, можна знайти із співвідношення.
b=4NAV, (1)
де b – поправка Ван-дер-Ваальса на розмір молекул 1 моля реального газу;
na= 6, 021023 моль-1 – число Авогадро;
V – власний об'єм однієї молекули.
Таким чином, у рівнянні Менделєєва-Клапейрона вільний об'єм газу буде меншим на величину b, тобто V-b.
Крім того, завдяки силам взаємного притягання, молекули реального газу додатково стискуються, збільшуючи внутрішній тиск і зменшуючи тиск на стінки посудини на величину р'. Аналіз процесів взаємодії молекул приводить до формули:
де р' – додатковий тиск;
а – поправка Ван-дер-Ваальса на взаємодію між молекулами;
V – об'єм 1 моля реального газу.
Поправки а і b для різних реальних газів даються в спеціальних таблицях.
Отже, з врахуванням поправок а і b рівняння Ван-дер-Ваальса для 1 моля реального газу має вигляд:
Для довільної маси газу m, рівняння Ван-дер-Ваальса записується в вигляді:
Для реальних газів характерне так зване явище критичного стану, яке спостерігається при їх ізотермічному стисненні чи розширенні при відповідній критичній температурі. До поняття критичного стану речовини можна підійти на основі аналізу ізотерм Ендрюса, який досліджував залежність молярного об'єму вуглекислого газу від тиску при різних температурах (рис. 7. 5. 1).
При сталій температурі Т на ділянці АВ газ стискується. В точці В ізотерми газ досягає насичення і проявляється його рідка фаза.
Ділянці ВС відповідають дві фази: рідина і насичена пара. В точці С увесь газ перетворюється в рідину. З підвищенням температури ізопроцесу (Т1>Т2) горизонтальна ділянка ізотерми ВС зменшується (b1c1<bc) і при певній температурі Тк стягується в точку К. При цій температурі одночасно не існує двофазної області «рідина – насичена пара» і поступового переходу рідини в пару (чи навпаки), якому відповідає горизонтальна ділянка ізотерми (ВС, В1С1) при температурах нижче критичної. В точці К пара миттєво переходить у рідину (при стисненні) або рідина – в пару (при розширенні). Такий стан речовини носить назву критичного.
В точці К питомий об'єм (об'єм одиниці маси) рідини дорівнює питомому об'єму насиченої пари. В критичному стані зникає поверхневий натяг рідкої фази і різниця між рідкою і пароподібними фазами (зникає меніск).
З рис. 7. 5. 1 видно, що криві КВ1В та КС1С відділяють двофазну область «рідина-пара», що знаходиться нижче кривої ВКС, від двох однофазних областей – рідкої (лівіше кривої СКDк) і газоподібної (правіше кривої ВКDк). При критичній температурі речовина в області правіше кривої DкКАк може знаходитись лише в газоподібному стані.
Критичний стан будь-якої речовини однозначно визначається критичними параметрами: критичною температурою,
Фото Капча