Лабораторна робота №
ВИМІРЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ
Мета роботи:– використовуючи ізотермічний процес розширення чи стиснення повітря визначити атмосферний тиск.
Прилади і матеріали: дві скляні трубки, довжиною біля 50см кожна, з’єднані гумовою трубкою, гумовий корок з діаметром, рівним діаметру трубки, штативи, рулетка, вода, барометр.
Теоретичні відомості
Ізотермічним процесом називають процес в газі, при якому не змінюється температура. Якщо при цьому не змінюється також і маса газу, то процес описується законом Бойля – Маріотта:
Для даної маси газу при сталій температурі добуток тиску на об’єм є величина стала:
. (1)
В даній роботі ізотермічний процес здійснюється з повітрям, що міститься в скляній трубці між поверхнею води і гумовим корком (див. мал. 1). Скляні трубки, з’єднані гумовою, заповнюються водою і закріплюються на штативах так, як показано на рис. 1а. Трубка зліва закривається корком; вимірюється довжина стовпа повітря l1. Тиск цього повітря дорівнює атмосферному p1=pa. Потім штатив з правою трубкою опускається якомога нижче, і вимірюється довжина повітряного стовпа в лівій трубці l2 (див. рис. 1б). Розширення повітря можна вважати ізотермічним; тиск повітря в трубці зменшується на величину гідростатичного тиску p=ρgh, тобто стає рівним: p2=pa-p=pa-ρgh.
Об’єм повітря в трубці дорівнює добутку площі поперечного перерізу трубки S на довжину стовпа l: V1 = S·l1, V2 = S·l2.
Вирази для p1, p2, V1, V2 підставимо в (1):
pa·S·l1=(pa-ρgh)·S·l2 (2)
Поділимо ліву і праву частину (2) на S, розкриємо дужки і розв’яжемо одержане рівняння відносно pa:
pal1=pal2-ρghl2; pa(l2-l1)=ρghl2;
(3)
Одержаний вираз (3) і є розрахунковою формулою в даній роботі.
Хід роботи
1. Переміщуючи трубки в штативах, встановіть їх так, як показано на рис.1а. Довжина повітряного стовпа l1 повинна бути рівна 30 40 см. Закрийте ліву трубку корком і виміряйте довжину l1.
2. Опустіть праву трубку приблизно на 1 м. (Для цього можна опустити штатив з трубкою на підлогу). Виміряйте l2 і h. Для підвищення точності вимірювань h трубки слід розташувати одну під другою, на одній вертикалі.
3. За формулою (3) розрахуйте атмосферний тиск. Густина води ρ = 1000, прискорення вільного падіння g = 9,8. Порівняйте одержане значення pa з показами барометра pб. Зробіть висновок.
4. Результати вимірювань і обчислень зручно подати у вигляді таблиці 1:
Таблиця 1
№ п/п | l1, м | l2, м | h, м | pa, Па | рб, Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Дослід повторіть з іншим значенням l1.
Додаткове завдання
Виконайте дослід, в якому повітря не розширюється, а стискається ізотермічно. Як при цьому зміниться формула (3)?
Контрольні запитання
1. Сформулюйте закони ідеальних газів: закон Бойля-Маріотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля.
2. Накресліть графіки ізопроцесів в координатних осях (PV, PT, VT).
3. Чи можливий дослід Торрічеллі з використанням води замість ртуті?
4. Як можна підвищити точність вимірювання атмосферного тиску?
3
Другие работы по теме:
Вимірювання атмосферного тиску
Ізотермічний процес. Закони ідеальних газів: закон Бойля-Маріотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля. Визначення атмосферного тиску за допомогою ізотермічного процесу розширення чи стиснення повітря. Дослід Торрічеллі. Точність вимірювання тиску.
Фізичні рохрахунки
Розрахунок максимальної швидкості підйомного крана і сили тяги кривошипно-шатунного механізму. Визначення зусилля для підняття щита шлюзової камери. Обчислення швидкості води у каналі та кількості теплоти для нагрівання повітря; абсолютного тиску.
Фазові рівноваги та діаграми стану
Правило фаз. Однокомпонентні системи. Крива тиску насиченої водяної пари. Діаграма для визначення тиску пари різних речовин у залежності від температури. Двохкомпонентні системи. Залежність між тиском і температурою водяної пари та пари різних речовин.
Фізичні рохрахунки
№ 1.005 Підйомний кран потрібно перемістити у найкоротший термін на відстань L. Кран можна розганяти або уповільнювати його рух лише з однаковим сталим прискоренням а, підтримуючи потім рівномірний рух або стан спокою. Половину відстані кран рухається рівномірно. Якої максимальної швидкості може набути підйомний кран, щоб виконати таку вимогу?
Інтерферометри
Інтерференційні пристрої, чутливі до різниці фазових набігів хвиль. Інтерферометр Жамена та вимірювання величини показника заломлення повітря інтерферометром Релея. Зоряний інтерферометр Майкельсона. Інтерференція проміння: інтерферометр Фабри-Перо.
Системи фізичних одиниць величин
Реферат на тему: Системи фізичних одиниць величин Історично першою системою одиниць фізичних величин була ухвалена 7 квітня 1795 року Національними зборами Франції метрична система мір. До її складу увійшли одиниці довжини, площі, об'єму та ваги, в основу яких було покладено дві одиниці: метр та кілограм.
Аналіз напруженого стану складених тонкостінних оболонок
Визначення силових характеристик в усіх діаметральних перерізах сферичної оболонки циліндричної обичайки апарата. Меридіональні і колові напруження оболонки. Побудова епюр напружень закритої оболонки. Зовнішня сила внутрішнього надлишкового тиску.
Похибки вимірювань
Реферат на тему: Похибки вимірювань При вимірюванні фізичних величин слід чітко розмежувати два поняття: істинні значення фізичних величин та результати їх вимірювань.
Принципи та методи вимірювання
Реферат на тему: Принципи та методи вимірювання 1. Основні поняття про вимірювання Вимірювання є одним із важливих шляхів пізнання навколишнього середовища, зв'язків між подіями, закономірностей природи. Завдяки вимірюванням людство відкрило багато законів природи, що сприяло науково-технічному прогресу.
Вимірювання тиску: класифікація приладів
Рідинні засоби та деформаційні прилади для вимірювання тиску. Вимірювальні прилади із сильфоним та мембранним чутливим елементом. Установка, обслуговування деформаційних трубчасто-пружинних манометрів. Правила вимірювання трубчасто-пружинними манометрами.
Вимірювання рівнів
Особливості проведення інформаційного пошуку та аналітичного огляду первинних вимірювальних перетворювачів для вимірювання неелектричних величин - геометричних розмірів. Характеристика візуальних, гідростатичних, механічних та електричних рівнемірів.
Погода в циклонах та антициклонах 2
Назва реферату : Погода в циклонах та антициклонах Розділ : Біологія Погода в циклонах та антициклонах Атмосфера — повітряна оболонка, яка оточує Землю. Нижня межа атмосфери — поверхня Землі. Верхню межу умовно проводять на висоті 2000-3000 км від земної поверхні.
Розрахунок каналу обробки аналогового сигналу
Проектування каналу збору аналогових даних реальної мікропроцесорної системи, який забезпечує перетворення аналогового сигналу датчика - джерела повідомлень в цифровий код. В такому каналі здійснюється підсилення, фільтрація і нормування сигналу.
Досвітня експлуатація засобів вимірювання
Ступінь зміни нормованих методологічних характеристик кількісних значень показників надійності експлуатації технічних пристроїв. Форми виявлення характерних поломок та конструктивних недоліків приладів. Визначення особливостей метрологічного дослідження.
Температурні явища
Прямопропорційна залежність рідини від атмосферного тиску, чим він більший, тим більша температура, при якій відбувається кипіння води. Температура, при якій кипить рідина, називається
Причини руху крові по артеріях венах капілярах
Реферат на тему: Причини руху крові по артеріях, венах, капілярах (пульс, артеріальний тиск)” Обіг крові по великому колу здійснюється за 20—23 с, а по малому — за 4—5 с. Швидкість крові в різних судинах неоднакова. В аорті вона найбільша (приблизно 0,5 м/с), у капілярах найменша (0,5— 1,2 мм/с). У венах при наближенні крові до серця її швидкість зменшується і досягає 0,2 м/с.
Кипіння
Тема: Кипіння. Питання: 1. Кипіння. Залежність температури кипіння від тиску. 2. Критичний стан. Зрідження газів. Д./з. § 8.4-9, № 569, 571. 1. Другим видом пароутворення є кипіння. Кипінням називається процес пароутворення, який відбувається не тільки з вільної поверхні рідини, а і всередині рідини (є бульбашки розчиненого).
Артеріальна гіпертензія 2
Реферат з медицини Артеріальна гіпертензія (гіпертонія) Ця хвороба уражує людей, які ведуть малорухливий та емоційно напружений спосіб життя. За статистикою, від підвищеного тиску страждає третина українців, але насправді таких людей набагато більше - гіпертонію тепер діагностують навіть у вісімнадцятирічних! Наслідки артеріальної гіпертензії вбивають нас частіше за інші хвороби, а найважче люди переносять цю недугу у період зміни пір року.
Потрійні системи
Київський національний університет імені Тараса Шевченка Геологічний факультет Кафедра мінералогії, геохімії, та петрографії РЕФЕРАТ на тему: Потрійні системи
Основи метрології і технічні вимірювання
Міністерство освіти України Коломийський політехнічний коледж Затверджено Заступник директора з навчальної роботи _____________ Крупа М.І. “___”___________2001 р.
Кровообіг 2
Реферат на тему: Кровообіг Основне значення системи кровообігу – це постачання кров’ю органів і тканин. Кров безперервно рухається по судинах. До системи кровообігу відносять серце і судини – кровоносні і лімфатичні.
Речовини при наднизьких температурах
Поняття температури Температура - це досить важлива характеристика термодинамічної системи. Вона визначає ступінь нагрітості тіл і є мірою інтенсивності теплового руху.