Практикум по физике (стр. 9 )

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. Подготовьте компьютер, подключите датчик температуры. Установите частоту записи - одно измерение в секунду, продолжительность - непрерывно.

2. Поставите пробирку в стакан с кипятком, кристаллическое вещество через некоторое время расплавится.

Внутрь пробирки аккуратно поместите датчик температуры, добейтесь, чтобы датчик располагался по центру пробирки, не касался дна и стенок. Подождите 30 секунд, чтобы датчик пришел в тепловое равновесие с веществом. Важно нагреть пробирку не менее 85-90 градусов, иначе не увидим графика изменения температуры для остывания жидкости.

Внимание! Типичная ошибка - пока несли пробирку от учительского стола, пока включали установку, температура опустилась ниже 80 oC и опыт пришлось переделывать заново.

ОСТОРОЖНО! КИПЯТОК!

3. Поставьте пробирку на подставку или укрепите в штативе, включите запись результатов.

Опыт длится 15-20 минут. Если мало времени, допускается охлаждать пробирку в стакане с холодной водой, в этом случае время проведения опыта сократится до 3-4 минут, качество графика будет немного хуже.

4. Наблюдайте за пробиркой, Когда начнется кристаллизация, на графике будет характерная "полочка". Посмотрите на пробирку - меняется ли в это время внешний вид вещества? Запишите результат.

5. При охлаждении до температуры около 45 - 40 градусов остановите опыт.

6. Позаботьтесь об удобных масштабах, подпишите график зависимости температуры от времени. Распечатайте график.

7. Объясните письменно (можно непосредственно на графике), что и в какой момент происходило.

На графике должна быть видна "полочка". Пробирка была горячей (следовательно, отдавала тепло), а температура вещества не изменялась. Почему? Что происходило в это время?

8. Укажите на графике и запишите температуру кристаллизации.

9 Если вы не делаете дополнительного задания, датчик температуры можно будет осторожно вынуть, держа его за металлический корпус.

НИКОГДА НЕ ТЯНИТЕ ДАТЧИК ЗА ПРОВОД!

Протрите датчик салфеткой.

10 ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Аналогичным способом изучите, что происходит при нагревании жидкости. Для этого погрузите пробирку с установленным в ней термометром в калориметр с крутым кипятком чтобы вещество расплавилось, Рекомендуется закрыть калориметр листом картона, бумаги.

Сравните температуру плавления и кристаллизации вещества.

Подпишите и распечатайте график процесса кристаллизации.

, шк. 179 МИОО, Москва, 10 апреля 2011

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ПРОБНАЯ

ИЗУЧЕНИЕ НАСОСА

ОБОРУДОВАНИЕ

Насос, изготовленный из шприца на 10-50 мл с резиновым поршнем, трубок, клапанов, пропускающих газ только в одном направлении, жесткая ёмкость, подключенная к насосу (объём ее должен в несколько раз превышать объём шприца), датчик давления, NOVA-5000.

Для стеклянной бутылки необходим плотный тканевый мешок, обеспечивающий безопасность.

Насос можно собрать в двух вариантах - для накачивания воздуха в бутылочку и для откачивания.

ОСТОРОЖНО!

СТЕКЛЯННАЯ БУТЫЛКА ВЗРЫВООПАСНА ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ПОМЕСТИТЕ ЕЁ В ТРЯПОЧНЫЙ МЕШОК!

Внимание! Много трудностей в этой работе может вызвать утечка в соединениях трубочек. Следите, чтобы шланги были надеты плотно. Можно обмотать места стыковки проволокой. Можно пользоваться резиновым клеем для герметизации соединений. Клапаны от аквариума обязательно смочите водой перед началом работы, чтобы не было утечки.

Соберите установку, подключите к сосуду датчик давления, установите частоту замеров -10 в секунду, количество- непрерывно.

ЗАМЕЧАНИЕ: ОСОБЕННОСТИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НАШЕЙ ШКОЛЕ:

Датчики давления лаборатории "Архимед" работают со значительными ошибками. Если они до сих пор не исправлены (спросите учителя), необходимо пересчитать данные по формуле P = 1,21*Pдатч - 22,6 (Здесь Рдатч - измеренное давление, Р - верное). При помощи этой функции можно скорректировать данные непосредственно в программе Multilab. (Следует отметить, что через мастер анализа выполнить это простое линейное преобразование на наших NOVA-5000 не получалось!) В этой работе без корректировки данных ошибки будут значительными, особенно при откачивании воздуха. (График можно вывести и без корректировки, а при решении задачи данные надо скорректировать.)

ЦЕЛИ РАБОТЫ: Часть 1

1. Исследуйте динамику установления давления при накачивании воздуха в бутылку.

При этом делайте достаточные паузы после каждого качания, график должен показывать, что в этот момент давление установилось и неизменно (или, наоборот, есть утечка)

Если давление "не держится", найдите и устраните причину утечек (если "текут" места прикрепления трубок, обмотайте их медной проволокой) Проверить, есть ли утечка, можно, поместив соответствующее место в воду. (Не намочите датчик!)

Узнайте максимальное давление, которое можно создать в бутылке данным насосом.

Получите "красивый", "интересный" график и распечатайте его.

2. Задание для 10 класса :

Решите задачу. В бутылку объёмом … накачивают воздух насосом объёма…

Какое давление установится после … качаний? Выберите данные самостоятельно (для того участка опыта, где точно нет утечки). Проведите расчёты, сравните полученные данные с результатами опыта.

Запишите вывод.

Часть II

Выполните аналогичные действия, откачивая воздух из бутылки.

Представьте график зависимости давления от времени для откачивания воздуха. Запишите выводы.

Задача расчёта давления с откачиванием сложнее, спросите учителя, надо ли вам делать её.

, шк. 179 МИОО, Москва, 10 апреля 2011

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ИЗУЧЕНИЕ ИЗОХОРНОГО ПРОЦЕССА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:

- знание темы "Газовые законы и изопроцессы".

ОБОРУДОВАНИЕ:

- NOVA, датчик давления, датчик температуры, (желательны усовершенствованные датчики), – холодная вода, а лучше - ледяная вода. (В холодную погоду поставьте ёмкость с водой на мороз заранее или принесите снега с улицы, чтобы начать опыт с нулевой температуры),

- электрический чайник,

- рукавица, бумажное полотенце,

- штатив с лапками, проволока тонкая,

- сухой герметичный сосуд, подключаемый к датчику давления

(медный баллончик с уже припаянной тонкой трубкой, снятый со старого холодильника (Со второго, широкого конца надо удалить содержащиеся внутри мелкие шарики и герметично закрыть отверстие, например, нарезать резьбу и завернуть винт с прокладкой).

Также можно взять баллончик от сифона и впаять в него медную трубку.

В худшем случае это может быть стеклянная колба с узким горлышком (чтобы избыточное давление не выбило пробку), резиновая пробка для колбы, проколотая иглой от шприца и оборудованная переходником для подключения к датчику давления).

ЦЕЛИ РАБОТЫ:

- Проверить выполнение закона Шарля (линейную зависимость давления от абсолютной температуры)

- Определить значение абсолютного нуля температуры.

ВНИМАНИЕ!

- Осторожно обращайтесь с горячим чайником! Не оставляйте чайник с кипятком без присмотра, если кипяток не нужен – сразу вылейте его. Выливая кипяток в керамическую раковину, лейте медленно, при этом откройте кран с водой, иначе раковина может треснуть.

- Чайник работает от сети 220В! Не трогайте провода, имейте сухие руки, не ставьте чайник в раковину и на мокрые поверхности.

- Если используется стеклянная колба, пробку в неё вставляйте плотно, как бы завёртывая. При этом пользуйтесь рукавицей или тряпкой, чтобы не порезать руки, если горлышко колбы вдруг развалится!

ЗАМЕЧАНИЕ: ОСОБЕННОСТИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НАШЕЙ ШКОЛЕ:

Датчики давления лаборатории "Архимед" работают со значительными ошибками. Если они до сих пор не исправлены (спросите учителя), необходимо пересчитать данные по формуле P = 1,21*Pдатч - 22,6 (Здесь Рдатч - измеренное давление, Р - верное). При помощи этой функции можно скорректировать данные непосредственно в программе Multilab. (Следует отметить, что через мастер анализа выполнить это простое линейное преобразование на наших NOVA-5000 не получалось!) В этой работе без корректировки данных ошибки измерения давления составят до 4%, если не получается легко их исправить, можно игнорировать их.

ПОДГОТОВКА:

- При выполнении ЛЮБЫХ работ необходимо проверять датчики (иначе работы не будут получаться!) Для этого можно подсоединить шприц объёмом 2-5 мл с резиновым поршнем, сильно, до упора, сжать воздух, подержать 10-20 секунд в таком состоянии, затем посмотреть, вернется ли поршень в первоначальное положение (можно чуть "помогать" ему). Если поршень получил новое "устойчивое" положение - была утечка. (Давление при этом должно достигать 3-6 атмосфер.) Также можно запустить регистрацию данных, создать давление около 400 кПа, убедиться, что оно не падает со временем в течение 10-20 секунд. Небольшое падение давления в начальную секунду вызвано охлаждением газа после его сжатия и является нормальным.)

- Убедитесь, что колба или баллончик внутри СУХИЕ, иначе к давлению воздуха добавится сильно изменяющееся с температурой давление паров воды.

- Подключите датчики давления и температуры,

- Установите частоту 10 измерений в секунду, количество измерений - непрерывно.

- Налейте почти полный чайник холодной, а если есть возможность - ледяной воды. (Зимой не поленитесь сходить за снегом и добавить достаточное(!) количество снега в воду.) Чем больше изменение температуры в опыте, тем интереснее результаты.

- Колбу и датчик температуры поместите в электрический чайник.