Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Эксперимент 2. Исследование абсолютно неупругого удара
|
|
1. В конспекте сделать рисунок соответствующий абсолютно неупругому удару (до и после взаимодействия) и записать закон сохранения импульса для данного случая.
2. Нажмите кнопку «Неупругий» справа внизу. 3. Установите, нажимая мышью на кнопки регуляторов, значение масс тележек и их начальные скорости указанные в таблице 1 для вашего варианта. 4.Проведите измерения, аналогичные эксперименту 1. Результаты запишите в таблицу 3.Таблица 3. Результаты измерений и расчетов для абсолютно неупругого
Удара.
| Номер измерения | m1 = , 
| |||||
| m2 (кг) | 
(м/с)
|  Е (Дж)
до взаимо-
действия
| Е’ (Дж)
после
взаимо-
действия
|  Р (кг*м/с)
до взаимо-
действия
| Р’ (кг*м/с)
после
взаимо-
действия
| |
Обработка результатов и оформление отчета
1.Вычислить требуемые величины и заполнить таблицы 2 и 3.
2.Проанализируйте результаты и сделайте выводы по работе.
Вопросы и задания для самоконтроля 1. Что такое удар (столкновение, соударение)? 2. Какое столкновение называют абсолютно неупругим? 3. Какое столкновение называют абсолютно упругим? 4. При каком столкновении выполняется закон сохранения импульса? 5. Дайте словесную формулировку закона сохранения импульса.6. При каком столкновении выполняется закон сохранения кинетической энергии? 7. Дайте словесную формулировку закона сохранения кинетической энергии.8. Дайте определение кинетической энергии.9. Дайте определение потенциальной энергии.10. Что такое полная механическая энергия.11. Что такое замкнутая система тел? 12. Что такое изолированная система тел? 14. При каком столкновении выделяется тепловая энергия? 15. При каком столкновении форма тел восстанавливается? 16. При каком столкновении форма тел не восстанавливается? 2.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКАЛабораторная работа № 2.1ИЗУЧЕНИЕ АДИАБАТНОГО ПРОЦЕССА Ознакомьтесь с теорией в конспекте и учебнике ([1], § 71, 77-81). Запустите программу. Выберите «Термодинамика и молекулярная физика», «Адиабатический процесс». Нажмите кнопку с изображением страницы во внутреннем окне.Прочитайте теорию и запишите необходимое в свой конспект лабораторной работы. Закройте окно теории, нажав кнопку с крестом в правом верхнем углу внутреннего окна.
Цельработы:
1. Знакомство с компьютерной моделью, описывающей адиабатический процесс в газах.
2. Экспериментальное подтверждение закономерностей адиабатичес- кого процесса.3. Экспериментальное определение показателя адиабаты, количества степеней свободы и структуры молекул газа в данной модели.Время: 2
Краткая теория Состояние системы имеет фиксированные значения макроскопическихпараметров, описывающих систему в целом. Параметры, характеризующие сис-тему в целом, называются параметрами состояния. Примерами являются тем-пература, давление, объем и т.д. Равновесным называется такое состояние системы, при котором все пара-метры системы имеют определенные значения, остающиеся неизменнымисколь угодно долго при неизменных внешних условиях. Обратимым называется процесс, при реализации которого в обратном на-правлении система проходит через те же состояния, что и при прямом ходе, нов обратной последовательности, и при этом в окружающей среде не происходитникаких изменений. Равновесные процессы всегда обратимы. Круговым процессом (ЦИКЛОМ) называется процесс, при котором системапосле ряда изменений возвращается в исходное состояние. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) связывает между собой три макроскопических параметра
где P – давление газа, Па; V –объем газа, м3, m – масса газа, кг; 
- молярная масса газа, кг/моль; R – универсальная газовая постоянная (R= 8, 31 Дж/мольх К); Т – температура, К. Тепло емкость тела численно равна отношению количества тепла 
Q, сообщенного телу, к изменению температуры тела T, которое при этом произошло: 
Адиабатическим называется процесс, происходящий без теплообмена свнешней средой ( Q = 0). Число степеней свободы: Молекулы одноатомного газа имеют 3 степени свободы. Молекулы двухатомного газа имеют 5 степеней свободы. Молекулы трехатомного газа имеют 6 степеней свободы. Методика и порядок измерений Внимательно рассмотрите картинку на рисунке, найдите рисунок элемента, в котором реализуется адиабатический процесс, обратите внимание на его тепло изоляцию. Найдите математическую формулировку условия теплоизоляции. Ознакомьтесь с графиками в правой части изображения. Зарисуйте необходимое в свой конспект лабораторной работы. Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений. Измерения 1. Установите начальное значение объема VНАЧ = 40 дм3 и начальную тем-пературу Т1 газа из таблицы 1. Для этого нажмите кнопку «ВЫБОР», переместите маркер мыши так, чтобы его острие находилось в указанной точке вблизи границы столбика на градуснике, и коротко нажмите и, удерживая левую кнопку мыши, двигайте столбик. 2. Нажмите мышью кнопку «СТАРТ» на экране и наблюдайте перемещение поршня на левой картинке модели и перемещение точки по красной кривой теоретической адиабаты. Попробуйте останавливать процесс нажатием кнопки «СТОП». Последующий запуск процесса осуществляется нажатием кнопки «СТАРТ». 3. После автоматической остановки процесса запустите его снова, нажавкнопку «СТАРТ», и останавливайте, нажимая кнопку «СТОП», когда крестикна теоретической адиабате (красная кривая) будет находиться вблизи следую-щих значений объема: 15, 20, 25, 30, 35 и 40 дм3 (6 значений), записывая приостановке значения объема, температуры и давления в таблицу по форме 2. 4.Установите новое значение температуры Т2, взяв его из табл.1, задавая VНАЧ = 40 дм3, и повторите измерения, записывая результаты в таблицу по фор-ме 2. Таблица 1 Начальные значения температуры | Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Т1 | 50 | 70 | 100 | 120 | 140 | 170 | 200 | 220 |
| Т2 | 230 | 240 | 250 | 260 | 270 | 280 | 290 | 300 |
| Т (К) | ||||||
| V (дм3) | ||||||
| Р (кПА) |
3. Определите число степеней свободы молекулы газа, исследуемого в данной компьютерной модели, используя формулу 
. Вопросы и задания для самоконтроля 1. Что такое параметры состояния системы? 2. Дайте определение равновесного состояния системы.3. Какой процесс называется обратимым? 4. Что такое цикл? 5. Что такое уравнение состояния? 7. Какому уравнению подчиняется состояние идеального газа? Напишите его.8. Дайте определение теплоемкости тела.9. Дайте определение удельной теплоемкости.10. Дайте определение адиабатического процесса.11. Напишите уравнение адиабатического процесса.12. Дайте определение изопроцесса. Перечислите известные изопроцессы.13. Напишите уравнение и нарисуйте PV-диаграмму изотермического процесса.14. Напишите уравнение и нарисуйте PV-диаграмму изобарического процесса.15. Напишите уравнение и нарисуйте PV-диаграмму изохорического процесса. Лабораторная работа № 2.2ДИФФУЗИЯ В ГАЗАХ Ознакомьтесь с теорией в конспекте и учебнике (
п.62). Запустите про-грамму. Выберите «Термодинамика и молекулярная физика», «Диффузия». Нажмите кнопку с изображением страницы во внутреннем окне. Прочитайте теорию и составьте конспект лабораторной работы. Закройте окно теории, нажав кнопку с крестом в правом верхнем углу внутреннего окна.
Цельработы:
1. Знакомство с компьютерной моделью, описывающей диффузию в газах.
2. Экспериментальное определение средней скорости теплового движения частиц в данной модели.
Время: 2 часа.
|
|