Определение постоянной Больцмана

Оборудование: 1) водяной манометр, 2) сосуд (V = 2 л), со­единительный шланг, 3) шприц с иглой, 4) этиловый эфир.

Выполнение работы.

1. В данной работе постоянная Больцмана находится на осно­ве соотношения:

Давление и температура этилового эфира в сосуде измеряются водяным манометром и термометром соответственно. Концентра­ция молекул эфира определяется по формуле n = N/ V, где N – чис­ло молекул эфира в сосуде, V – его объем.

N можно определить на основе известного соотношения

где m – масса эфира; М – его молярная масса (М = 74·10^-3 кг/моль), N_а – число Авогадро.

Окончательно для k получим:

2. Собрать установку, соединив сосуд вместительностью около 2 дм³ с водяным манометром. В начале опыта необходимо прове­рить герметичность соединения сосуда с манометром. Если соеди­нение герметично, то при прикосновении к шлангу показания ма­нометра изменяются.

3. Набрать в медицинский шприц этиловый эфир объемом 0,5 см³. Проткнуть иглой шприца пробку, закрывающую сосуд, и быст­ро ввести в сосуд эфир. Показания манометра при этом несколько изменятся. Зафиксировать показания манометра р₁. Испарение эфира приведет к дальнейшему изменению давления в сосуде. Не­обходимо заметить максимальное давление p₂. Разность между р₁ и p₂ дает давление паров эфира в сосуде:

Выразить давление в Паскалях (1 мм водяного столба равен 10 Па).

4. Измерить комнатную температуру и выразить ее в Кельвинах.

5. По полученным данным по формуле (1) вычислить постоянную Больцмана.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Практикум по физике в средней школе/ Под ред. А.А.Покровского. – М.: Просвещение, 1973.

2. Анциферов Л.И., Пищиков И.М. Практикум по методике и тех­нике школьного физического эксперимента. – М.: Просвещение, 1984.

3. Качинский А.М., Кимбар Б.А. Задания к лабораторным работам практикума по физике. – Минск: Народная асвета, 1976.

4. Кембровский Г.С. Приближенные вычисления и методы обра­ботки результатов измерений в физике. – Минск: Университет­ское, 1990.

СОДЕРЖАНИЕ

I. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ШКОЛЕ…………..………….3

II. ПРИБЛИЖЕННЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В КУРСЕ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ…………………………………………………………………5

Правила подсчета цифр…………………………….…………………………8

Алгоритмы измерений и обработки полученных результатов. Прямые

измерения. Метод среднего арифметического.......….………………….......9

Оценка погрешности косвенно измеряемой величины

(дифференциальный метод границ погрешностей).............…..………......10

III. ПРИБОРЫ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА..............................12

VI. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ......................................16

Лабораторная работа № I. Изучение равноускоренного движения…….…. 16

Лабораторная работа №2. Проверка второго закона Ньютона....…..…… 19

Лабораторная работа №3 Определение ускорения свободного падения.… 20

Лабораторная работа №4. Изу чение прибора для проверки закона

сохранения импульса………........................................................................... 23

Лабораторная работа №5. Определение коэффициента трения........….... 29

Лабораторная работа №6. Исследование упругих свойств твёрдого

тела………………………………………………………………………………..….. 33

Лабораторная работа №7. Определение универсальной газовой

постоянной........................................................………………………….......... 37

Лабораторная работа №8. Исследование зависимости коэффициента

поверхностного натяжения от температуры............................………..40

Лабораторная работа №9. Изучение газовых законов....................….......... 42

Лабораторная работа №10. Определение постоянной Больцмана............. 44

ЛИТЕРАТУРА...............................................................................……46

Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ В ШКОЛЕ»

Пособие для студентов физических специальностей.

В двух частях.

Дата добавления: 2014-11-07