Запишите результат измерений в виде
Вычислите относительную погрешность экспериментального подтверждения закона Бойля—Мариотта.
p1l1/p2l2 = (97755 · 0.28) / (98405 · 0.278) = 27371.4 / 27356,59 = 1;
ε = (1 — 1) · 100% = 0%.
Результаты вычислений занесите в таблицу.
Таблица
| № | Измерено | Вычислено | |||||
| p0 | l2 | l1 | h | p1 | ε | ||
| 97755 | 0.28 | 0.278 | 0.1 | — | — | — | |
| Сред. | 97755 | 0.28 | 0.278 | 0.1 | 98405 | 1 | 0 |
Ответы на контрольные вопросы
1. В чем различие между реальным и идеальным газами?
У реального газа молекулы имеют конечные размеры, пренебрегать которыми нельзя. Между молекулами действуют силы взаимного притяжения, а на очень малых расстояниях проявляются силы отталкивания. Реальные газы не подчиняются уравнению состояния идеального газа или оно выполняется для них приблизительно.
2. При каких условиях реальные газы подчиняются закону Бойля—Мариотта?
Небольшое давление (до 5 атм) и относительно высокие температуры (от 0°C и выше). В этом случае между частицами газа образуется значительное расстояние и почти не наблюдается взаимодействия между ними.
3. Можно ли выполнить лабораторную работу с трубкой, открытой с двух сторон?
Измерения с трубкой, открытой с двух сторон, провести нельзя, поскольку в обоих состояниях давление газа останется неизменным и равным атмосферному.
Лабораторная 2: Изучение изобарного процесса
10 класс > Физика
8. Вычислите средние значения <l1>, <T1>, <l2>, <Т2>. Запишите их в последней строке таблицы.
<l1> = (150 + 150)/2 = 150 мм,
<T1> = (291 + 292)/2 = 291,5 K,
<l2> = (80 + 85)/2 = 82.5 мм,
<Т2> = (351 + 341)/2 = 346 K.
Вычислите отношения, результаты вычислении занесите в последнюю строку таблицы.
<T1>/<T2> = 291,5/346 = 0,84,
<l1>/<l2> = 150/142,5 = 1,05.
Вычислите относительную погрешность проделанного эксперимента. Результаты данных вычислений занесите в таблицу.
ε = | 291,5/346 : 150/142,5 — 1 | · 100% = | 0,8 -1 | · 100% = 20%.
Таблица
| № | Измерено | Вычислено | |||||
| l1 | T1 | l2 | T2 | T1/T2 | l1/l2 | ε | |
| 1 | 150 | 291 | 140 | 351 | — | — | — |
| 2 | 150 | 292 | 145 | 341 | — | — | — |
| Сред. | 150 | 291.5 | 142.5 | 346 | 0.84 | 1.05 | 20 |
Ответы на контрольные вопросы
1. Почему необходимо выдерживать стеклянную трубку в горячей воде в течение 3—5 минут?
Чтобы трубка успела остыть, потому что после остывания объём трубки уменьшается, т.к. вода давит на трубку с такой же силой, какой действует атмосферное давление на воду.
2. Почему после погружения стеклянной трубки в сосуд с водой комнатной температуры и после снятия пластилина вода по трубке поднимается вверх?
Атмосферное давление совместно с давлением воды на глубине нижнего конца трубки больше начального давления в трубке. Разница давлений заполняет трубку водой и тем самым сжимает воздух в трубке, пока не сравняются давление в трубке и атмосферное давление + давление воды на глубине уровня воды в трубке.
3. Почему при одинаковых уровнях воды в сосуде и стеклянной трубке давление воздуха в трубке равно атмосферному?
При одинаковом уровне воды их вклад в давление будет тоже одинаковым. Давления равны по причине того, что со стороны трубки давит только имеющийся там воздух, на воду же в сосуде давит атмосфера.
Лабораторная 3: Определение поверхностного натяжения жидкости
10 класс > Физика
7. Эксперимент повторите не менее пяти раз. Рассчитайте средние значения <D>, <M>, <N>.
<D> = (0,0035 + 0,0033 + 0,0035 + 0,0035 +0,0035)/5 = (0,05 + 0,005 + 0,005 + 0,005 0,005)/5 = 0,0035 м; <M> = 0,005 м; <N> = 50.
Вычислите поверхностное натяжение воды, используя формулу. Результаты вычислении занесите в таблицу.
<σ> = (0,005 · 10)/(50 · 3,14 · 0,0035) = 0,05/0,5495 · 0,09 H/м.
Вычислите абсолютную погрешность измерения массы воды.
ΔM = 0,000006 м + 0,00005 м = 0,000056 кг.
10. Вычислите абсолютную погрешность измерения диаметра шейки капли ΔD.
ΔD = 0,0001 + 0,00005 = 0,00015 м.
11. Вычислите относительную погрешность измерения ε поверхностного натяжения воды. Результаты вычислении занесите в таблицу.
ε = 0,00015/0,0035 + 0,000056/0,005 = 0,04 + 0,01 = 5%.
12. Вычислите абсолютную погрешность измерения Δσ поверхностного натяжения воды. Результаты вычислений занесите в таблицу.
Δσ = 0,05 · 0,09 H/м = 0,0045 H/м.
Запишите результат измерений в виде.
σ = (0,09 ± 0,0045) H/м; ε = 5%.
Таблица
| № | Измерено | Вычислено | ||||
| D | N | M | σ | ε | Δσ | |
| 1 | 0.0035 | 50 | 0.005 | — | — | — |
| 2 | 0.0035 | 50 | 0.005 | — | — | — |
| 3 | 0.0035 | 50 | 0.005 | — | — | — |
| 4 | 0.0035 | 50 | 0.005 | — | — | — |
| 5 | 0.0035 | 50 | 0.005 | — | — | — |
| Сред. | 0.0035 | 50 | 0.005 | 0.09 | 5 | 0.0045 |
14. Сравните полученное в работе <σ> с табличным значением а для воды и сделайте выводы.
σ = 0.09 H/м > σT = 0,072 H/м,
Поскольку измерения и погрешности этих измерений были вычислены не точно.
Ответы на контрольные вопросы
1. Каков физический смысл поверхностного натяжения жидкости?
Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл: энергетический и силовой. Энергетическое (термодинамика) определение: поверхностное натяжение — предельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое определение: поверхность натяжения — сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости.
2. От чего зависит поверхностное натяжение жидкости?
Поверхность натяжения зависит от природы жидкости, т.е. от температуры жидкости, притяжением между молекулами.
3. Почему с изменением температуры жидкости меняется ее поверхностное натяжение?
Потому что поверхностное натяжение зависит от температуры, с изменением температуры меняется поверхность натяжения.
Лабораторная 4: Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока
10 класс > Физика