Не знаю какие измерения вписать в таблицу, чтоб посчитать эту лабораторную работу. Тема: «Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака». Материалы: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600мм и
диаметром 8-10 мм; цилиндрический сосуд высотой 600мм и диамет-
ром 40-50 мм, наполненный горячей водой (t ~ 60°С); стакан с водой
комнатной температуры; пластилин.
Теоретические сведения:
Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и
температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить
справедливость равенства 2
1
2
1
T
T
V
V
. Это можно осуществить, используя воздух при
атмосферном давлении.
Стеклянная трубка открытым концом вверх помещается на 3-5 мин в
цилиндрический сосуд с горячей водой (рис. а). В этом случае объем воздуха V 1
равен объему стеклянной трубки, а температура — температуре горячей воды Т 1 .
Это – первое состояние.
Чтобы при переходе воздуха в следующее состояние его количество не
изменилось, открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде,
замазывают пластилином. После этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой
и закрытый конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры (рис.
б), а затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в
трубке вода в ней будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке
(рис. в) объем воздуха в ней станет равным V 2 <V 1 , а давление ghрратм
.
Чтобы давление воздуха в трубке вновь стало равным атмосферному, необходимо
увеличивать глубину погружения трубки в стакан до тех пор, пока уровни воды в
трубке и в стакане не выровняются (рис. г). Это будет второе состояние воздуха в
трубке при температуре T 2 холодной воды. Отношение объемов воздуха в трубке в
первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных
столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине.
Поэтому в работе следует сравнить отношения. Длина воздушного столба
измеряется линейкой, температура – термометром.
Порядок выполнения работы:
1.Ознакомиться с инструкцией по ТБ №11 (при робот со стеклянным
оборудованием).
2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей
водой.
3. Измерьте высоту воздушного столба l 1 стеклянной трубке и температуру
горячей воды t 1 в цилиндрическом сосуде.
4. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано
выше. Измерьте высоту воздушного столба l 2 в трубке и температуру
холодной воды t 2 .
3. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
Измерено
l 1, мм l 2, мм t 1, °С t 2, °С Δl, мм ΔТ, К
1,5
Вычислено
Т 1 , К Т 2 , К l 1 /l 2 T 1 /T 2 ε 1 , % ε 2 , % Δ 1 Δ 2
5. Вычислите: Т 1 , Т 2 согласно формуле: Т= t +273К;
отношения l 1 /l 2 и T 1 /T 2 ;
1. Произведите измерения:
- Измерьте высоту воздушного столба в стеклянной трубке (l1) с помощью линейки.
- Измерьте температуру горячей воды (t1) в цилиндрическом сосуде с помощью термометра.
- Проведите процедуру, чтобы привести воздух в трубке во второе состояние, как описано в инструкции. Измерьте высоту воздушного столба в трубке (l2) и температуру холодной воды (t2).
2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
- Создайте таблицу с заголовками "Измерено" и "Вычислено".
- В столбце "Измерено" запишите измеренные значения l1, l2, t1 и t2.
- В столбце "Вычислено" запишите вычисленные значения T1, T2, l1/l2, T1/T2, ε1, ε2, Δ1 и Δ2.
3. Вычислите значения:
- Для вычисления T1 и T2, используйте формулу: T = t + 273K. Запишите значения T1 и T2 в таблицу.
- Для вычисления отношений l1/l2 и T1/T2, поделите значения l1 на l2 и T1 на T2 соответственно. Запишите значения в таблицу.
- Для вычисления значений ε1 и ε2, используйте формулу: ε = (Значение1 - Значение2) / Значение1 * 100%. Здесь значениями будут l1/l2 и T1/T2 соответственно. Запишите значения ε1 и ε2 в таблицу.
- Для вычисления значений Δ1 и Δ2, используйте формулы: Δ1 = l1 - l2 и Δ2 = T1 - T2. Запишите значения Δ1 и Δ2 в таблицу.
Выбор учебного заведения:
В данной лабораторной работе предлагается провести измерения объема и температуры газа в двух состояниях при постоянном давлении для проверки закона Гей-Люссака. Выбором данной темы и конкретных материалов, важной предпосылкой со стороны преподавателя является интеграция теории и практики. Использование практического опыта и экспериментов помогает школьникам лучше понять и запомнить физические законы и принципы, а также развить навыки наблюдения, измерения и анализа данных.
Пояснение:
Для проверки закона Гей-Люссака необходимо измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении. В данной лабораторной работе это можно сделать, используя воздух при атмосферном давлении.
В первом состоянии стеклянная трубка открытым концом вверх помещается в цилиндрический сосуд с горячей водой. В этом случае объем воздуха (V1) будет равен объему стеклянной трубки, а температура (T1) - температуре горячей воды.
Для перехода воздуха в следующее состояние, открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде, замазывается пластилином. Затем трубка достается из сосуда с горячей водой и закрытый конец быстро опускается в стакан с водой комнатной температуры. По мере охлаждения воздуха в трубке вода будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке, объем воздуха в ней станет равным V2, который будет меньше V1. Давление воздуха в трубке во втором состоянии будет равно атмосферному давлению, и можно измерить высоту воздушного столба (Δh). Для вычисления давления используется формула Δh = ghρ, где g - ускорение свободного падения, h - высота столба жидкости, ρ - плотность жидкости.
Чтобы давление воздуха в трубке снова стало равным атмосферному, необходимо увеличить глубину погружения трубки в стакан до выравнивания уровней воды в трубке и в стакане. Это будет второе состояние воздуха в трубке при температуре T2 холодной воды.
Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине.
Например, если высота столба в трубке в первом состоянии равна 15 см, а во втором состоянии - 10 см, то отношение объемов будет равно 15/10 = 1.5.
Эти измерения и вычисления необходимо провести, чтобы сравнить отношение объемов воздуха в двух состояниях и убедиться в правильности закона Гей-Люссака.
Окончательные результаты измерений и вычислений нужно записать в таблицу, чтобы легко ориентироваться при дальнейшей работе и анализе данных. В таблице также необходимо предусмотреть место для расчета погрешностей и относительных погрешностей.