Порядок выполнения работы. Капиллярный вискозиметр Освальда (см

Описание прибора

Капиллярный вискозиметр Освальда (см. рис. 2 на следующей стр.) представляет собой U-образную стеклянную трубку, широкое колено АВ которой заканчивается внизу расширением С. Другое колено KDG состоит из капилляра К, заканчивающегося наверху расширениями D и G.

На короткую трубку В надета резиновая трубка Е с грушей F. Через отверстие А с помощью воронки в широкое колено наливается определенный объем исследуемой жидкости до уровня b. Затем, закрыв пальцем отверстие А, сжимают резиновую грушу F и перегоняют жидкость из расширения С в расширение D и G. Как только некоторая часть жидкости оказывается в расширении G, перегонку жидкости заканчивают. Далее наблюдают перетекание жидкости через капилляр К из левого колена в правое. В тот момент, когда мениск проходит через метку т, включают секундомер, а в момент прохождения метки n останавливают секундомер.

1. Наливают в вискозиметр определенный объем воды и три раза измеряют время ее

протекания через капилляр вискозиметра. Находят .

2. Используя табличное значение для воды при той температуре воздуха, которая есть в данный момент в лаборатории, вычисляют постоянную прибора .

3. Выливают воду из вискозиметра, поочередно заливают в него растворы спирта различной концентрации С и определяют время их протекания.

4. По формуле определяют значение кинематической вязкости каждого раствора.

5. Строят график

17. Термодинамическая система — выделяемая (реально или мысленно) для изучения макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц^[1], «часть Вселенной, которую мы выделяем для исследования»^[2]. Единицей измерения числа частиц в термодинамической системе обычно служит число Авогадро^[3]. Ограничения на природу материальных частиц, образующих термодинамическую систему, не накладываются: это могут быть атомы, молекулы, электроны, ионы, фотоны и т. д.^[4], ^[5]. Любой объект, видимый невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (микроскопы, телескопы и т. п.), можно отнести к термодинамическим системам: «Термодинамика занимается изучением макроскопических систем, пространственные размеры которых и время существования достаточны для проведения нормальных процессов измерения»^[4].

Любую часть термодинамической системы называют подсистемой.

Для описания термодинамической системы используются макроскопические параметры, характеризующие не свойства составляющих её частиц, а свойства самой системы: температуру, давление, магнитную индукцию, электрическую поляризацию, массу и химический состав компонентов и др.^[6], ^[7].

Каждая термодинамическая система имеет границы, реальные или условные, отделяющие её от окружающей среды^[8]. Иногда вместо окружающей среды говорят о термостате^[4].

Термодинамические системы служат предметом изучения термодинамики, статистической физики и физики сплошных сред.

Классификация термодинамических систем

По характеру взаимодействия с окружающей средой различают системы^[8]:

· изолированные, не обменивающиеся с внешней средой ни энергией, ни веществом;

· адиабатически изолированные, не обменивающиеся с внешней средой веществом, но допускающие обмен энергией в виде работы^[9];

· закрытые, обменивающиеся с внешней средой энергией, но не обмениваются веществом;

· открытые, обменивающиеся с внешней средой и энергией, и веществом.

Реальную изоляцию термодинамической системы от окружающей среды осуществляют посредством стенок (поверхностей раздела, перегородок, оболочек)^[10]: подвижных и неподвижных, проницаемых и непроницаемых для вещества (существуют и полупроницаемые перегородки). Сосуд Дьюара служит хорошим примером адиабатической оболочки. Перегородка, не препятствующая обмену энергией, называется диатермической.

Термодинамическую систему называют гомогенной, если её свойства непрерывно изменяется от точки к точке^[11]. Гомогенную систему с одинаковыми свойствами в любой точке называют однородной ^[11]. Примерами гомогенных систем служат растворы (газовые, жидкие и твердые). Газовая фаза большой протяженности вдоль градиента поля тяготения (например, земная атмосфера в безоблачный и безветренный день) — пример неоднородной гомогенной фазы (см. Барометрическая формула).

Термодинамическую систему называют гетерогенной, если она состоит из нескольких гомогенных частей с разными свойствами. На поверхностях, разделяющих гомогенные части гетерогенной системы, свойства системы меняются скачком^[12]. Часто (но не всегда) эта поверхность является видимой.

Гомогенную часть гетерогенной системы называют фазой ^[12]. Менее строго, но более наглядно фазами называют «гомогенные части системы, отделенные от остальных частей видимыми поверхностями раздела»^[7]. Примером может служить система «лёд — вода — влажный воздух». Гомогенная система содержит только одну фазу; гетерогенная система состоит из двух или более фаз^[13]. Число фаз в гетерогенной системе подчиняется правилу фаз Гиббса. Одно и то же вещество в твёрдомагрегатном состоянии может иметь несколько фаз (ромбическая и моноклинная сера, серое и белое олово и др.)

Термодинамическими величинами называют физические величины, используемые для описания состояний и процессов в термодинамических системах. Термодинамика рассматривает эти величины как некоторые макроскопические параметры, присущие системе или процессу в системе, но не связывает их со свойствами системы на микроскопическом уровне рассмотрения. Это служит предметом рассмотрения в статистической физике.

Функции состояния

Функцией состояния называют любую термодинамическую величину, которая зависят только от текущего состояния системы и не зависят от того, каким путём система пришла в это состояние. В термин функция при этом вкладывают смысл, отличающийся от принятого в математике. С математической точки зрения одна и та же термодинамическая функция состояния может — в зависимости от ситуации — рассматриваться и какнезависимая переменная, и как функция других термодинамических величин, характеризующих состояние системы.

К функциям состояния относятся, например,

· температура,

· давление,

· объём,

· теплоёмкость,

· энтропия,

· термодинамические потенциалы.

Эти величины не являются независимыми. Связь между термодинамическими функциями состояния для конкретной системы задаётся уравнениями состояния.

Дата добавления: 2014-11-08