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?
Похожие работы
... в МПа і Па, необхідно в першому випадку числове значення зменшити в 10 разів, а в другому — збільшити в 10 разів. Так, наприклад, тиск в 100 кгс/см2 відповідає тиску в 10 МПа, а тиск в 100 кгс/м2 — тиску в 1000 Па. Засоби вимірювання тиску класифікують по виду вимірювального тиску і принципу дії. По виду вимірювального тиску засоби вимірювання підрозділяють на: - манометри надлишкового тиску — ...
... температури, – як в потязі та і за межами вагона, запис, відтворення, зміна та доповнення голосових повідомлень, які в подальшому прослухає користувач системи. Інформаційно-вимірювальна системи для пасажирських вагонів залізничного транспорту живиться напругою живлення 5 В. 2.2 Сенсори ІВС для вимірювання фізичних величин 2.2.1 Датчик температури на базі мікросхеми TMP36 Температура – є ...
... 14 1982 Підтвердження того, що сірка - основний елемент в складі хмарного шара Венера - 13, 14 1982 Радіолокаційна зйомка поверхні і побудова карт північної півкулі планети Венера - 15, 16 1984 Дослідження характеристик аерозолю Вега - 1, 2 1985 Програма "Магеллан" Хоч наші знання про атмосферу Венери і крупномасштабної характеристики її поверхні, отримані внаслі ...
... і, і розташовується в місцях з великою швидкістю потоку, що поліпшує умови теплообміну. Рисунок 4.5 - Термоелектричний термометр типу ТПП (А) иТХА (Б) 7. Термометри опору Для вимірювання температури широке застосування отримали термометри опору, дія яких заснована на зміні електричного опору металевих провідників залежно від температури. Метали, як відомо, збільшують при нагріванні ...
0 комментариев