Подготовка к эксперименту

Описание установки

Установка для демонстрации изотермического процесса (рис. 1) представляет собой герметичный резервуар 1 (полупрозрачный цилиндр из пластика), составляющий единую конструкцию с датчиком изменения объема 3. Объем резервуара изменяется при движении внутри него поршня 2, осуществляемого вручную за счет вращения винта 4. С поршнем жестко связана подвижная часть датчика изменения объема, и таким образом, положение поршня в цилиндре контролируется. Давление газа измеряется датчиком абсолютного давления 5, который присоединяется к цилиндру с помощью вакуумного шланга 6.

Конструкция установки ограничивает ход поршня с обоих сторон (объем резервуара меняется в пределах 30–125 мл), что не позволяет создать в системе давление, превышающее допустимый уровень для датчика давления. Стенки резервуара обладают достаточной теплопроводностью, чтобы обеспечить равенство температуры газа температуре внешней среды при условии медленного равномерного вращения подающего поршень винта. Калибровка датчика объема учитывает объем шланга, соединяющего резервуар с датчиком давления. Именно поэтому показания датчика (на экране компьютера) примерно на 5 мл выше величины объема, измеренной по шкале на стенке резервуара.

Датчик объема установки «изотерма» требует предварительной настройки. Для ее выполнения после подключения датчика к компьютеру, и запуска программы с соответствующим сценарием измерений следует перевести поршень в крайнее нижнее положение (до ограничителя хода). Если поршень уже находится в крайнем положении, то, вращая ручку поршня в левую сторону, необходимо выдвинуть поршень на один сантиметр вверх и снова вернуть его в крайнее нижнее положение. При этом включится индикатор готовности – второй светодиод на корпусе прибора «изотерма». Если по каким-либо причинам установка отключалась от компьютера, то процедуру настройки необходимо выполнить заново.

1. Закрепите прибор «Изотерма» в штативе (рис. 1). Шланг резервуара прибора при этом должен быть свободен (не подсоединён к датчику давления).

2. Подключите датчики объема и давления к USB-разъёмам компьютера.

3. Установите поршень в среднее положение (отметка 70 мл), после чего присоедините датчик давления. При этом Вы отсоединяете установку от окружающего воздуха.

4. Запустите программу «Цифровая лаборатория». В разделе «Физика» войдите в папку «Газовые законы», «Изотермический процесс». Далее выберите нужный вариант представления данных при проведении измерений. (Ниже в руководстве приведены иллюстрации относящиеся к режиму регистрации «Зависимость Р, V от времени»). При этом должен засветиться один из двух светодиодов на корпусе прибора, что свидетельствует о наличии питания.

5. Вращая рукоятку винта по часовой стрелке, до предела уменьшите объем газа в резервуаре. Затем вращайте рукоятку в обратном направлении до тех пор, пока не загорится второй светодиод на корпусе прибора – это сигнализирует о том, что прибор готов к работе.

Дата добавления: 2014-11-16