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). Fл=qvBsina= 1.6*10^-19 * 10^6 * 2*10^-3= 3.2*10^-16 Н
2). Чтобы найти радиус, нужно воспользоваться Вторым законом Ньютона F=ma. Т.к. электрон движется по окружности, у него возникает какое-то центростремительное ускорение a=v^2/R. Подставим ускорение в закон Ньютона. F=mv^2/R
3). Теперь рассмотрим вторую силу, действующую на электрон. Сила Лоренца F=qvBsina. Применим второй закон Ньютона и получим: mv^2/R=qvBsina. Отсюда радиус R=mv/qB. Найдём его: 9.1*10^-31 * 10^6 / 1.6*10^-19 * 2*-10^3 = 2,84*10^-3=3*10^-3=3мм.
4). Теперь период. Чтобы найти период, нужно знать две вещи: радиус и скорость. Они у нас есть. T=2piR/V=2 * 3,14 * 3*10^-3 / 10^6 = 18,84*10^-9.
В крайней точке скорость подставки с телом равна нулю. Считая движение равноускоренным, можно рассчитать ускорение a, выразив его из формулы:
А=аt²/2 ---> a = 2A/t²
Итак, тело массой m движется с ускорением а, значит по 2 закону Ньютона на него действует сила F = ma. С другой стороны на тело действует сила трения покоя Fтр = mgu (u-искомый коэффициент трения, g - ускорение свободного падения 9,8 м/с²). Чтобы тело поехало по подставке должно выполняться условие: F = Fтр,
то есть ma = mgu. Сокращаем массу, остаётся a = gu --> u = a/g
Помятуя о том, что a = 2A/t², а время t=T/4, получаем конечную формулу для расчёта:
u = 2A/((T/4)²×g) = 32A/gT² = (32*0,6 м)/(9,8 м/с² × (5 с)²) =0,08
Только вместо u советую писать греческую букву "мю" )