Визначення абсолютної та відносної вологості повітря

Мета роботи:1. Закріпити теоретичні знання з вологості повітря

2. Ознайомити з методами та приладами визначення вологості

З. Визначити абсолютну та відносну вологість повітря за даних умов.

Обладнання:

1. Гігрометр

2. Резинова груша

З. Термометр

4. Рідина, яка швидко випарюється

5. Психрометр

Короткі теоретичні відомості:

Повітря завжди вологе. Наряду з іншими газами до складу повітря нашої атмосфери обов’язково входить водяний газ-пар, слад якого залежить від умов, тому вводяться фізичні характеристики кількісного складу водяних парів.

Абсолютна вологість повітря — це густина водяних парів ρ, величина, яка чисельно дорівнює масі водяних парів, які знаходяться в одиниці об’єму повітря. З ростом температури повітря абсолютна вологість може також рости, однак не може бути більше деякої максимальної вологості Рn - обумовленої насиченим станом повітря. Таким чином при будь якій температурі абсолютна вологість може бути в межах:

н

Густина парів насиченого стану р_н залежить лише від температури збільшуючись з її ростом й заноситься до таблиці. Таким чином, за при будь якої температури можливо визначити максимальну повітряну абсолютну вологість ρ_н .

Відносна вологість повітря показує, який стан даного повітря в порівнянні з насиченим: близьке чи далеке до насичення, і визначається відношенням абсолютної вологості ρ_а максимально величиною при даній температурі до густини насичених водяних парів приданій температурі ρ_а

ρ_н

як видно, представляє собою безрозмірну величину, тому виражається у відсотках. Якщо повітря при певній абсолютній вологості охолоджувати , то при цьому відносна вологість буде збільшуватися, тому що

падає. При достиганні насиченого стану при якійсь температурі, яка називається точкою роси, відносна вологість буде 100%. Подальше зниження температури приведе до конденсації частини водяних парів (роса, туман), так як ρ_н буде продовжувати зменшуватися.

Опис установки та методики вимірювань

Робота передбачає вимір вологості повітря двома способами: за допомогою гігрометра та психрометра.

Гігрометр представляє собою круглу коробочку з металічної фольги, з невеликою судиною для рідини, яка легко випарюється, через яку за допомогою груші прокачують повітря, забезпечуючи інтенсивне випарювання цієї рідини. Внаслідок температура коробочки та повітря поблизу її поверхні зменшується і при певній температурі, яка визначається термометром, на полірованій частині гігрометра з’являються мікроскопічні капельки роси, а сама поверхня стане матовою. Знаючи точку роси, по таблиці визначається густина насичених парів, яка і буде дорівнювати абсолютній вологості при кімнатній температурі.

Психрометр —має два однакових термометра, один з котрих огорнуто марлевим тампоном, опущеним в посуд з водою (вологий термометр). Чим менше відносна вологість повітря, тим більше молекул, які випарюються за одиницю часу, і більше теплота пароутворення, яка забирається у води в марлевому тампоні, та більша різниця температур сухого та мокрого термометрів. За таблицею, наведеною на самому психрометрі, можливо визначити відносну вологість повітря, якщо знати різницю показників термометрів.

Порядок виконання роботи

.

1. Визначення вологості за допомогою гігрометра

1. Визначити кімнатну температуру.

2. Налити в гігрометр невелику кількість ефіру та вставити в нього термометр.

З. За допомогою резинової груши продувати повітря крізь гігрометр до появи на його полірованій поверхні роси.

4. Визначити точку роси по термометру.

5. Визначити густину насичених парів.

б. Розрахувати відносну вологість .

II. Визначення вологості за допомогою психрометра

1. Визначити температуру сухого и вологого термометрів та знайти різницю показників.

2. По психрометричній таблиці знайти відносну вологість повітря.

Результати вимірювань та обчислень:

Обчислення:

Висновок: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні питання:

1. Чому повітря завжди вологе?________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Що таке абсолютна вологість повітря? _______________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. В яких одиницях вона вимірюється?__________________________________________

4. Що показує відносна вологість повітря? Як вона визначається?___________________

___________________________________________________________________________

5. Як пояснити насичений стан повітря?_______________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б. Що буде в повітрі, якщо його температура знизиться и стане нижче точки роси? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Чому температура мокрого термометра, як правило, нижче, ніж сухого?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Чи бувають випадки , коли показання сухого і вологого термометрів однакові? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підпис викладача:

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу води.

Мета роботи:1. Поглибити знання будови та властивостей рідин.

2. Зміцніти і розширити теоретичні відомості поверхневого натягу рідини.

або

Опис установки та методики вимірювань

В основі роботи лежить метод відриву крапель, витікаючи з крапельниці, закріпленої на штативі (мал. 2). В момент відриву краплі її сила тяжіння дорівнює силі поверхневого натягу , яка діє по всій довжині кола шийки краплі 1, яка менша за довжину кола трубки крапельниці.

,

де D – внутрішній діаметр трубки.

Таким чином

або , звідки

Для більш точного визначення маси m однієї краплі в попередньо зважений посуд пропускаємо N крапель і важимо посуд з рідиною. Тоді маса однієї краплі

де m1 та m2 - відповідно маси сухого посуду і посуду з рідиною.

Тоді розрахункова формула приймає такий вигляд

мал.2 Порядок виконання роботи

.

1. Визначити масу m1 основного сухого посуду, зваженого на терезах.

2. Установити крапельницю вертикально на висоті, яка зручна для падіння крапель в допоміжний посуд.

3. Відрегулювати затиск так, щоб краплі падали одна за другою з інтервалом, зручним для рахування

4. Після падіння чергової краплини швидко змінити посуд та почати відлік крапель, що падають до основного посуду.

5. Після відліку N крапель (N=100) швидко замінити посуд та затиснути затиск крапельниці.

б. Зважити, визначаючи масу m 2 основного посуду з рідиною.

7. Вимірюють діаметр трубки крапельниці D .

8. Рахують коефіцієнт поверхневого натягу й порівнюють отримане значення з табличним

9. Розрахувати відносну похибку вимірювань

Результати вимірювань та обчислень:

Обчислення:

Висновок: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні питання:

1. Чому існує поверхневий натяг?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. В чому полягає фізичний зміст коефіцієнта поверхневого натягу? ________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Від чого залежить коефіцієнт поверхневого натягу?____________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Як розрахувати силу поверхневого натягу? ___________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Яку форму приймає рідина в умовах невагомості? _________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підпис викладача:

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Визначення коефіцієнта лінійного розширення твердих тіл

Мета роботи:1. Закріпити знання з теплового розширення твердих тіл

2. Шляхом дослідження визначити коефіцієнт лінійного розширення

стержня та визначити, з якого металу його виготовлено

Обладнання:

Висновок: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні запитання:

1. Яка причина теплового розширення тіла? ___________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Як змінються лінійні розміри тіла з ростом температури?_____________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

З. Як змінюється об’єм тіла зі збільшенням температури?_________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Що представляють собою термічні коефіцієнти лінійного та об’ємного розширення? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Яке значення мають температурні зазори ( рельси, мости) та температурні шви (будівлі, конструкції) _____________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Чи для всіх речовин у будь якому температурному інтервалі характерне розширення при нагріванні? _________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Які особливості розширення води, чавуну, сталі, алюмінію? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підпис викладача:

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Визначення питомого опору провідника

Мета роботи:1. Поглибити знання з однієї з важливіших характеристик – електроопору

2. Шляхом дослідження навчитися визначати питомий опір провідника 1 роду

Обладнання: - джерело постійного струму;

- провідник зі спеціального сплаву, який досліджується;

- вольтметр;

- амперметр;

- ключ;

- маштабна лінійка;

- Штангенциркуль;

- зєднувальні провідники.

Короткі теоретичні відомості:

Важливішою характеристикою усіх речовин в будь якому агрегатному стані є електропровідність та зворотна їй величина - електроопір, які при даних умовах залежать від материалу, довжини циліндричного провідника 1 та його поперечного перерізу S. Для електроопору R ця залежність має вигляд:

де ρ – питомий опір , чисельно рівний опору циліндричного провідника одиничної довжини ,та одиничного поперечного перерізу

З формули (1):

l

Електроопір провідника можна визначити за законом Ома, пропустивibерез нього відомий струм І при відомій напрузі U:

Площа поперечного перерізу

З (2), (3), (4) :

Порядок виконання роботи

1. Вивчити та зібрати електричну схему за мал. 1, зробити на ній позначення.

2. Змірити довжину провідника, який досліджується, за допомогою міліметрової лінійки.

З. Штангенциркулем замірити діаметр провідника

4. Виміри за пунктами 2,3 повторить ще два рази, записати значення до таблиці та розрахувати їх середнє значення.

5. Замкнути ключ К і встановити повзунок реостата в положення, при якому показання амперметра будуть зручними для вимірювань.

6. Вимірити напругу U та силу струму І , їх значення занести до таблиці .

7. Дещо змінивши положення повзунка в одну, а потім в другу сторону, провести заміри за пунктом 6 два рази.

8. Для кожного досліду розрахувати питомий опір за формулою (5), підставивши в неї середнє значення l и D.

9. Визначити середнє значення питомого опору

10. За таблицею визначити матеріал, якому відповідає це значення питомого опору та його табличне значення

мал..1

11. Визначити відносну похибку вимірів та занести її до таблиці

сер

Результати вимірювань та обчислень:

досліду ^{таб дослідн.}

Обчислення:

Висновок: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні запитання:

1. В чому полягає закон Ома для однорідної ділянки кола _______________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Що таке електропровідність та електроопір ділянки кола? _____________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

З. Дякуючи чому існує електричний струм в металах і чому виникає електроопір?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Від чого залежить електроопір ______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Що називається питомим опором? Від чого він залежить ? _______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б. Як за величиною питомого опору розділяються усі речовини в природі? ___________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підпис викладача:

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

Дослідження температурної залежності електроопору меді

Мета роботи:1. Закріпити знання з класичної електронної теорії електропровідності металів.

2. Дослідним шляхом встановити залежність електроопору від температури та визначити термічний коефіцієнт електроопору міді.

Обладнання: - електрична піч ;

- котушка тонкої мідної проволоки, вставлена в пробірку ;

- широка пробірка з водою;

- омметр.

Короткі теоретичні відомості:

Провідність металів обумовлена наявністю в них великої концентрації п вільних електронів

якіздійснюють тепловий хаотичний рух як одноатомний ідеальний газ. Тому вільні електрони в металі називають електронним газом.

Якщо в металі існує електричне поле, то на хаотичний рух накладається упорядкований направлений рух електронного газу під дією сил цього поля. Вільні електрони протягом довжини вільного пробігу рухаються з постійним прискоренням, швидкість їх направленого руху збільшується.

Однак при зіткненні з вузлом кристалічної решітки електрон повністю губить свою придбану за рахунок поля кінетичну енергію та починає знов прискорюватися до наступного зіткнення ( див. мал. 1). У зв’язку з цим класична електрона теорія розглядає причину електроопору металів у зіткненні вільних електронів з вузлами кристалічної решітки, а за довжину вільного пробігу приймається період решітки (відстань між вузлами).

Зі збільшенням температури збільшується середня

швидкість хаотичного руху електронного газу,

збільшується частота зіткнень і, відповідно ,

електроопір метала.

Дослід показує, що електроопір лінійно залежить від

температури

де R – електроопір при температурі tºC; мал..1 t

Rо – опір того ж металу при температурі 0ºC;

α – температурний коефіцієнт опору, який з рівняння (1) дорівнює