Робота № 11. Визначення коефіцієнта об’ємного розширення рідини

Робота № 1. Визначення теплоємності металів методом охолодження

1. Теплоємність речовини. Питома теплоємність. Порівняння питомих теплоємностей металів, діелектриків, рідин і газів.

2. Кількість теплоти, яку тіло втрачає при охолодженні. Фізичний зміст коефіцієнта тепловіддачі.

3. Для чого досліджувані металеві зразки виготовляються однакових розмірів і однакової форми?

4. Яким чином у роботі визначається температурна залежність питомих теплоємностей заліза й алюмінію?

5. Якою функцією описується залежність від часу температура зразка: а) під час нагрівання в пічці, б) під час охолодження у навколишньому повітрі?

6. Як буде змінюватися з часом температура металевого зразка, якщо він буде холоднішим за навколишнє повітря?

7. Чому напівпорожній чайник охолоджується швидше, ніж повний?

8. Для чого батареї центрального опалення виготовляють ребристими?

Робота № 2. Вимірювання теплоємності рідини

1. Теплота. Кількість теплоти. Механічний еквівалент теплоти. Калорія.

2. Теплоємність речовини. Види теплоємностей. Які значення може приймати теплоємність в різних процесах?

3. Для чого воду в калориметрі потрібно на початку досліду підігрівати на кілька градусів?

4. Чим зумовлена поправка q? Яким чином вона визначається в роботі?

5. Що таке водяний еквівалент калориметра? Як його можна визначити експериментально? Для якого калориметра, латунного чи ебонітового, цей еквівалент буде більшим? Чому?

6. Тіло людини на 70 % (за масою) складається з води. Знайдіть у довіднику і порівняйте теплоємність води з теплоємностями інших рідин. Який ви можете зробити висновок? Яку роль, на вашу думку, відіграє вода у тепловому балансі людського тіла?

Робота № 3. Визначення відношення теплоємностей газів

1. Вивести формулу для визначення відношення теплоємностей С_р/С_v в даній роботі.

2. Який процес називається адіабатичним? Вивести рівняння адіабатичного процесу.

3. Чому процес випускання повітря з балону можна вважати адіабатичним? Яким повинен бути час відкривання крана для випускання повітря?

4. Стан термодинамічної системи. Параметри стану. Процес у системі. Рівноважні і нерівноважні процеси. Процеси оборотні й необоротні. Колові процеси (цикли).

5. Поняття про ступені вільності механічної системи. Число поступальних, обертальних та коливальних ступенів вільності системи N частинок [Савельев].

6. Теорема про рівнорозподіл енергії по ступенях вільності [Рейф].

7. Максимальне число ступенів вільності для одноатомних та двохатомних молекул. Залежність теплоємності газу, що складається з одноатомних та двохатомних молекул, від температури [Савельев].

8. Які висновки можна зробити про досліджуваний газ за одержаними результатами?

Робота № 4. Спостереження броунівського руху і визначення числа Авогадро

1. Маса і розміри молекул. Що характеризує число Авогадро?

2. Середня швидкість теплового руху молекул ідеального газу, її залежність від температури і маси молекул.

3. Середня кінетична енергія теплового руху частинки, її залежність від температури.

4. Що таке броунівський рух? Якими повинні бути маса і розміри броунівської частинки, щоб за її рухом можна було спостерігати в мікроскоп?

5. Під дією яких сил відбувається рух броунівської частинки?

6. Вивести формулу для визначення числа Авогадро в даній роботі.

Робота № 5. Вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу рідини

1. У чому полягає відмінність рідини від газу і твердого тіла?

2. Чим зумовлений поверхневий натяг рідини? Фізичний зміст коефіцієнта поверхневого натягу.

3. Змочування і незмочування рідиною твердого тіла. Крайовий кут.

4. Тиск під викривленою поверхнею рідини. Нормальні перерізи викривленої поверхні. Середня кривина поверхні. Формула Лапласа для тиску.

5. Що являє собою капіляр? Виведіть формулу для висоти підняття рівня рідини в капілярі.

6. Пояснити, як утворюються мильні бульбашки. Чому дорівнює тиск повітря всередині бульбашки?

7. Наведіть приклади явищ, у яких проявляється поверхневий натяг рідин. Наведіть приклади капілярних явищ.

Робота № 7. Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини методом Стокса

1. В’язкість рідини. Формула Ньютона для сили взаємодії між шарами рідини, що рухаються один відносно одного. Фізичний зміст коефіцієнта внутрішнього тертя (коефіцієнта в’язкості).

2. Які сили діють на кульку, що рухається в рідині? Яка з цих сил залежить від швидкості руху кульки?

3. У чому полягає метод Стокса для вимірювання коефіцієнта в’язкості рідини?

4. Вивести формулу для визначення коефіцієнта в’язкості.

5. Який шлях повинна пройти кулька до того моменту, коли вона вже почне рухатися рівномірно? Як цей шлях залежить від радіуса кульки?

6. Чому в роботі використовуються кульки з великою густиною (10,88 г/см³)?

7. Чому розміри внутрішньої циліндричної посудини (її радіус) впливають на вимірювання коефіцієнта в’язкості? При якому співвідношенні між радіусом кульки r і циліндра R похибка визначення h не буде перевищувати 1%?

8. Для чого в роботі потрібна зовнішня циліндрична посудина, заповнена водою?

Робота № 8. Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини

Капілярним віскозиметром

1. В’язкість рідини. Формула Ньютона для сили внутрішнього тертя. Фізичний зміст коефіцієнта внутрішнього тертя (коефіцієнта в’язкості).

2. Вивести формулу Пуазейля.

3. Чому у віскозиметр потрібно кожного разу наливати однакову кількість рідини? Наскільки зросте похибка вимірювання h, якщо кількість рідини буде різною для різних дослідів?

4. Принцип дії капілярного віскозиметра. Чому вимірюваний коефіцієнт в’язкості прямо пропорційний часу витікання розчину?

5. Чим, на вашу думку, повинен визначатися діаметр капіляра віскозиметра?

6. Чи можна за допомогою капілярного віскозиметра виміряти абсолютне значення коефіцієнта в’язкості h (а не лише його відношення до коефіцієнта в’язкості води)?

Робота № 9. Визначення коефіцієнта в’язкості газу

1. Ламінарна і турбулентна течія, відмінність між ними. Навести приклади.

2. Залежність швидкості руху газу (рідини) від відстані до осі циліндричної трубки при ламінарній течії і повному змочуванні газом (рідиною) стінок трубки.

3. Вивести формулу Пуазейля.

4. Яким чином у роботі визначається коефіцієнт в’язкості газу?

5. Що характеризує число Рейнольдса? Які числа Рейнольдса відповідають ламінарній і турбулентній течії?

6. Оцінити кількість рідини, яка повинна витікати з газометра, щоб потік газу в капілярі був ламінарним.

7. Яким чином можна переконатися у тому, що газ у капілярі є нестисливим?

8. За отриманим у роботі значенням коефіцієнта в’язкості повітря оцінити розміри молекул газу.

Робота № 10. Визначення вологості повітря

1. Абсолютна й відносна вологість повітря. В яких одиницях вимірюються ці величини?

2. Експериментальне визначення абсолютної та відносної вологості. Принцип дії психрометра.

3. Насичена пара. Залежність тиску насиченої пари від температури. Що відбуватиметься з насиченою парою при її ізотермічному стисканні?

4. Як вологість повітря у замкненому об’ємі залежить від температури?

5. Що таке точка роси? Як її можна визначити експериментально? Від чого вона залежить?

6. Пояснити, як відбувається процес кипіння рідини. Як температура кипіння залежить від зовнішнього тиску? 

Робота № 11. Визначення коефіцієнта об’ємного розширення рідини

1. Залежність об’єму рідини від температури. Фізичний зміст температурного коефіцієнта об’ємного розширення.

2. Яким чином коефіцієнт об’ємного розширення визначається у роботі?

3. Як забезпечується незмінність температур рідин в обох частинах установки?

4. Як можна точно виміряти різницю висот стовпів рідини в U-подібних трубках?

5. Чи повинні U-подібні трубки містити однакову кількість досліджуваної рідини?

6. Яким чином за допомогою рідинного манометра можна вимірювати різницю тисків?

7. Чому дорівнює коефіцієнт об’ємного розширення повітря? Пояснити, чому він значно більший за коефіцієнт об’ємного розширення рідини.