Методические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов специальности 080110. 52 «Экономика и бухгалтерский учет» (стр. 1 из 4)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»

«ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА ОДЕЖДЫ (КОЛЛЕДЖ)»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ

по физике

для студентов специальности

080110.52 «Экономика и бухгалтерский учет»

Составила:

Преподаватель: Т.В. Бородина

Рассмотрено на заседании

цикловой комиссии

математических и общих

естественнонаучных дисциплин

Протокол № __________

«_____»________ 20 ___ г.

Председатель комиссии:

___________ Л.Н. Барабашова

2009

Лабораторная работа № 1

ПРОВЕРКА ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ОБЪЕМОМ, ДАВЛЕНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРОЙ ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА

(проверка уравнения состояния газа)

Теория. Состояние данной массы газа характеризуется тремя величинами (параметрами): объемом V, давлением р и термодинамической температурой Т. В природе и технике, как правило, происходят изменения всех величин одновременно, но при этом соблюдается закономерность, выраженная уравнением состояния газа:

при m=const.

Рис. 1

Для данной массы газа произведение объема на давление, деленное на термодинамическую температуру, есть величина постоянная.

Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя прибор для изучения газовых законов (рис.1). Прибор состоит из металлического гофрированного цилиндра переменного объема (сильфона) 1, манометра 2 и резинового шланга 3. Прикрепленная к сильфону демонстрационная шкала 4 позволяет измерять объем воздуха в цилиндре в условных единицах.

Оборудование. 1. Прибор для изучения газовых законов. 2. Барометр (общий для всех). 3. Термометр. 4. Сосуды с холодной и горячей водой вместимостью 6-7 л (общие для всех). 5. Испытуемый газ - воздух.

Порядок выполнения работы.

1.Определить цену деления шкалы манометра.

2.Собрать установку по рис.1.

3.Открыть у манометра краны 5 и 6, вращением винта 7 установить верхнюю крышку цилиндра против пятого деления демонстрационной шкалы, после чего кран 6 закрыть.

4. Снять показания приборов и данные занести в табл. 1.

5. Перенести сильфон в сосуд с холодной водой и с помощью винта изменить объем воздуха. Через 2-3 мин наступит тепловое равновесие, т. е. температуры воды и воздуха (в сильфоне) станут одинаковыми.

6. Снять показания приборов и данные записать в табл. 1.

7. Повторить опыт с горячей водой и данные записать в табл. 1.

8. Вычислить постоянную С для каждого опыта.

9. Сравнить результаты измерений и сделать вывод.

10. Определить среднее значение постоянной С и найти относительную погрешность методом среднего арифметического.

Таблица 1

Номер опыта	Показание барометра p0, Па	Показания манометра ∆p0, Па	Давление воздуха в сильфоне p, Па	Объем воздуха V, м3	Показания термометра Т, К	Постоянная , Па .м3/К	Среднее значение постоянной Сср, Па .м3/К	Относительная погрешность

Методические рекомендации.

1. Цилиндр изготовлен из тонкой фольги, поэтому не следует допускать при работе резких движений сильфона, не следует слишком сжимать и растягивать его.

2. Цилиндр следует помещать в воду так, чтобы она покрыла его верхнюю крышку.

3. По шкале манометра определяется разность давлений воздуха атмосферного и находящегося в сильфоне.

4. Поскольку манометр измеряет давление газа в атмосферах (атм), а барометр - в мм.рт.ст., пересчитать единицы давления в паскалях (Па), учитывая, что 1 мм.рт.ст.= 133 Па, 1 атм= 10⁵ Па.

Контрольные вопросы.

1. Почему в данной работе объем воздуха можно выражать в условных единицах?

2. Изменится ли найденное значение С, если опыт проводить с другой массой газа?

3. Какие причины влияют на точность определения постоянной С?

4. Что означает нулевое деление шкалы манометра (рис. 1)?

5. Вычислить объем исследуемого газа в кубических метрах, учитывая, что диаметр сильфона равен 100мм, а расстояние между двумя соседними делениями шкалы прибора 15мм.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ГИГРОМЕТРА И ПСИХРОМЕТРА

Теория. В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность ρ_а определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, т. е. плотностью водяного пара.

Абсолютную влажность можно определить по температуре точки росы - температуре, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным. Температуру точки росы определяют с помощью гигрометра, а затем по таблице «Давление насыщающих паров и их плотность при различных температурах» находят соответствующую температуре точки росы плотность. Найденная плотность и есть абсолютная влажность окружающего воздуха.

Относительная влажность В показывает, сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности ρ_н водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре: В = ρ_а ·1ОО% / ρ_н .

Оборудование. 1. Гигрометр. 2. Термометр. 3. Диэтиловый эфир. 4. Психрометр (общий для всех). 5. Баротермогигрометр .

Порядок выполнения работы.

I. Работа с гигрометром.

1.Измерить температуру окружающего воздуха.

2. Наполнить камеру гигрометра летучей жидкостью (диэтиловым эфиром 3-4 см³).

3.Установить термометр в камеру гигрометра.

4.При помощи груши продувать воздух через эфир и внимательно следить за -полированной поверхностью стенки камеры , сравнивая ее с поверхностью кольца . Заметив появление росы (начало запотевания), записать температуру.

5.Продолжая наблюдение, отметить момент исчезновения росы и соответствующую температуру.

6.Определить температуру точки росы как среднее арифметическое измеренных температур.

7.Опыт повторить 1-2 раза.

8.По таблице определить плотность пара соответственно при температуре точки росы и комнатной.

9. Вычислить относительную влажность, найти среднее значение ее.

10.Определить относительную погрешность методом среднего арифметического.

11. Результаты измерений, вычислений и табличные данные записать в табл.

II. Работа с психрометром и баротермогигрометром.

1. Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить ее.

2. Определить температуру сухого термометра.

3. Определить температуру смоченного термометра .

4. Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность.

5. Результаты измерений записать в табл.

6. Определить относительную влажность по баротермогигрометру.

7. Результаты по определению В сравнить и сделать вывод.

Методические рекомендации.

1.Для более точного определения момента появления росы перед работой тщательно протереть суконкой полированное дно и кольцо гигрометра до полного блеска, а перед наблюдением установить прибор под углом 30-40^о к лучу зрения.

2. Камеру наполнить эфиром с таким расчетом, чтобы шарик термометра был погружен в эфир и в то же время эфир не расплескивался при продувании воздуха.

3. Сразу же после окончания работы с гигрометром тщательно проветрить помещение.

4. Для психрометра лучше использовать дистиллированную воду.

5. В 5. В формуле В = ρ_а / ρ_н^.100% вместо плотности можно взять давление насыщающих паров при комнатной температуре и температуре точки росы.

Контрольные вопросы.

1. Почему при продувании воздуха через эфир на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?

2. Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометра наибольшая?

3. Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра?

4. Сухой и влажный термометры психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?

5. Почему после жаркого дня роса бывает, более обильна?

6. Почему перед дождем ласточки летают низко?

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Теория. Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости.

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости, стремясь уменьшить потенциальную энергию, сокращается. При этом совершается работа А: A=σ ^. ∆S, где σ - коэффициент пропорциональности (выражается в Дж/м² или Н/м), называемый поверхностным натяжением: σ =A/∆S, или σ =F/l, где F - сила поверхностного натяжения, l- длина границы поверхностного слоя жидкости.