физика
.pdf
1.Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш. шк.,2002. 541с.
2.Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие для вузов: В 5 кн. Кн.1. Механика. Молекулярная физика СПб.: Лань, 2005. 432с.
3.Дятлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. Учеб. пособие для студ. втузов. М.: Академия, 2003. 719 c.
4.URL:http://dic.academic.ru
5.URL:http://ru.wikipedia.org
6.URL:http://school−collection.edu.ru
7.URL:http://www.alleng.ru
4.5.Список рекомендуемой литературы
71
Это интересно
Поймать боевую пулю руками
Во время империалистической войны, как сообщали газеты, с французским летчиком произошел совершенно необыкновенный случай. Летая на высоте двух километров, летчик заметил, что близ его лица движется какой-то мелкий предмет. Думая, что это насекомое, летчик проворно схватил его рукой. Представьте изумление летчика, когда оказалось, что он поймал...
германскую боевую пулю!
Не правда ли, это напоминает россказни легендарного барона Мюнхгаузена, будто бы ловившего пушечные ядра руками?
А между тем в сообщении о летчике, поймавшем пулю, нет ничего невозможного. Пуля ведь не все время движется со своей начальной скоростью 800 − 900 м/с. Из-за сопротивления воздуха она постепенно замедляет свой полет и к концу пути − на излете — делает всего 40 м/с. А такую скорость развивает и самолет. Значит, легко может случиться, что пуля и самолет будут иметь одинаковую скорость; тогда по отношению к летчику пуля будет неподвижна или будет двигаться едва заметно. Ничего не будет стоить тогда, схватить ее рукой, − особенно в перчатке, потому что пуля, движущаяся в воздухе, сильно разогревается.
4.6. Приложение
72
Это интересно
Скорость (м/с)
Человеческая кровь |
0,0005- |
в капиллярах |
0,02 |
в венах |
0,1-0,2 |
в артерии |
0,2-0,5 |
Пешеход |
1,8 |
Комнатная муха |
1,9 |
Стрекоза |
8,4 |
Воробей |
10,8 |
Пассажирский поезд |
16 |
Нервный импульс |
40-100 |
Молекула кислорода при температуре 0°C |
425 |
(средняя скорость) |
1 000 |
Луна на орбите вокруг Земли |
|
Земля по орбите вокруг Солнца |
30 000 |
Свет в вакууме |
300 000 0 |
|
00 |
|
|
4.6. Приложение
73
Лабораторная работа № 5
Определение термического коэффициента упругости воздуха
74
Содержание
5.1.Цель работы, оборудование.
5.2.Задание для работы.
5.3.Методика эксперимента
5.3.1. Краткие теоретические сведения:
−термический коэффициент упругости воздуха;
−определение термического коэффициента упругости воздуха.
5.3.2. План проведения работы:
−упражнение 1: определить термический коэффициент упругости воздуха.
5.4.Контрольные вопросы.
5.5.Список рекомендуемой литературы.
5.6.Приложение.
75
Цель работы: приобретение практических навыков определения термического коэффициента упругости воздуха.
Оборудование
Основными элементами установки являются:
1– сосуд;
2– лабораторный стакан;
3– термометр;
4– колба;
5– пробка;
6– манометр.
5.1. Цель работы, оборудование
76
Упражнение 1: определить термический коэффициент упругости воздуха.
5.2. Задание для работы
77
Краткие теоретические сведения: термический коэффициент упругости воздуха
Если зафиксировать объем (такой процесс называется изохорным; |
|
|
|
|
|
|||||||||
от греческого «изос» - постоянное и «хора» - «занимаемое место»), то |
|
|
|
|
|
|||||||||
меняться будет давление и температура. И оказывается, что при |
|
|
|
|
|
|||||||||
нагревании давление газа растет пропорционально температуре: |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
p = p0 |
(1 + αt ) , |
|
|
(1) |
|
|
p |
||||
где p0 – давление газа при нуле градусов Цельсия, |
|
|
|
|
||||||||||
p – конечное давление газа, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
α – термический коэффициент упругости |
газа |
при |
постоянном |
|
|
|
|
|
||||||
объеме, |
одинаков для всех |
смесей газов |
и |
равный примерно |
|
|
p0 |
|
|
|||||
α ≈ 1 |
273,15 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t – температура газа по шкале Цельсия. |
|
|
на 1°С его |
|
|
|
|
|
||||||
Эта зависимость означает, что при нагревании газа |
-273,15 |
|
t |
|||||||||||
давление увеличивается на 1 |
273,15 |
своей величины при 0°С, а при |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
температуре около -273°С обращается в нуль. Так что существует |
|
|
|
|
|
|||||||||
некая предельная температура, ниже которой охладить газ |
|
|
|
|
|
|||||||||
невозможно, при условии, что еще раньше он не превратится в |
|
|
|
|
|
|||||||||
жидкость и, следовательно, больше не будет подчинятся закону (1). |
|
|
|
|
|
|||||||||
5.3. Методика эксперимента
78
Краткие теоретические сведения: определение термического коэффициента упругости воздуха
|
Давления газа при температурах t1 и t2 равны соответственно |
|||||||||||||
|
|
|
|
p1 = p0 |
(1 +αt1 ) |
и p2 = p0 (1 +αt2 ) . |
||||||||
Откуда термический коэффициент упругости газа равен |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
α = |
|
p2 − p1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
(t |
2 |
−t ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
Распишем давление в каждом случае: |
|
|
||||||||||||
– p0 |
= ρвgh0 , где h0 |
≈10 м − высота водяного столба манометра при |
||||||||||||
|
нуле Цельсия, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
p |
= ρ |
g (h |
+h ) |
|
|
|
где hA − высота водяного столба манометра |
||||||
– |
1 |
в |
A |
1 |
|
, |
|
|||||||
p |
= ρ g (h |
+h ) |
|
при комнатной температуре. |
||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
в |
A |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В итоге для термического коэффициента упругости газа имеем
α = |
h2 −h1 |
|
. |
(2) |
||
10(t |
2 |
−t |
) |
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
5.3. Методика эксперимента
79
План проведения работы: упражнение 1: определить термический коэффициент упругости воздуха
1.Заполните холодной водой сосуд на 1/4 его объема. Поместите колбу в стакан с водой. Откройте пробку. Оставьте колбу в этом положении на 4-5 мин для того, чтобы температура воздуха в ней стала равна температуре холодной воды. Закройте пробку.
2.Измерьте температуру воды в лабораторном стакане t, для этого поместите термометр в стакан с колбой и водой. Результат измерений запишите в таблицу 1.
Таблица 1
№ |
t, °С |
h, мм. вод. ст. |
|
|
|
3.Для измерения давления отметьте разницу уровней h между правым и левым коленом манометра. Результат измерений запишите в Таблицу 1.
5.3.Методика эксперимента
80