С. Д. Варламов А. Р. Зильберман
жүктеу/скачать 1,21 Mb. Pdf көрінісі
|
experiment
| Экспериментальные задачи физических олимпиад
103 можем утверждать, что внутренний объём сосуда с поршнем в этот момент равен нулю. Постепенно накачивая всё больше воздуха в систему, отмечаем момент, который соответствует началу роста давления внутри. Этому моменту соответствует такое положение поршня, что объём сосуда с поршнем стано- вится максимально возможным. Построив график зависимости показаний манометра от объёма изъятого и добавленного в систему воздуха, можно по наклонам разных участков определить отношения неизвест- ных объёмов сосудов в «чёрном ящике». Они были примерно равны 10 мл (без поршня) и 30 мл (с поршнем). При вы- числении неизвестных объёмов необходимо было учитывать и объём воздуха в трубке манометра. Измерение атмосферного давления ( 10—2—2008 ) Задание : измерьте атмосферное давление в помещении кафедры физики МИОО. Оборудование : термометр, тонкая стеклянная трубка дли- ной 15 см с постоянным внутренним сечением, открытая с од- ного конца и соединённая со стеклянным шариком с другого конца, пластиковая гибкая трубка длиной 1 м с внутрен- ним сечением, которое немного меньше внешнего сечения стеклянной трубки, пластиковая ёмкость для воды, мерная лента, горячая вода (по требованию), липкая лента — по мере необходимости Нужно придумать способ и измерить давление воздуха в помещении с максимально возможной точностью. Предполагавшийся ход решения задачи таков. Ч а с т ь 1. В горячей (83 ◦ C) воде нагревается стеклянный шарик, а затем открытый конец стеклянной трубки опуска- ется под воду. В результате охлаждения трубки и воздуха внутри неё до комнатной температуры (23 ◦ C) в трубку втя- гивается вода. Размеры трубки и шарика были такими, что стеклянная трубка почти целиком (на 150 мм) заполнялась водой, а в шарик вода не попадала. Этот эксперимент позво- ляет установить отношение внутренних объёмов шарика V 1 и цилиндрической части стеклянной трубки V 2 : ( V 1 + V 2 ) T комн = V 1 ( T комн + 60 ◦ ); V 1 V 2 ≈ 5. 104 Часть 2 Ч а с т ь 2. С помощью нагрева и охлаждения шарика можно поместить небольшой столбик воды внутрь цилин- дрической части стеклянной трубочки. Он отделяет воздух внутри шарика и трубочки от воздуха снаружи. Начальный объём воздуха, отделённого водяным поршнем, равен V 0 = V 1 + l L V 2 . Здесь L — вся длина цилиндрического участка стеклянной трубки, а l — длина цилиндрической части, заполненной воз- духом и примыкающей к шарику. Получившееся устройство можно использовать как часть установки для измерения давления. Вторая часть установки изготавливается из пластиковой трубки и воды. Пластиковую трубочку следовало расположить горизонтально и заполнить водой примерно на половину длины. Вода должна была на- ходиться в средней части трубки, а остальная часть трубки (вблизи её двух открытых концов) должна была остаться пустой (заполненной воздухом). Длина столбика воды в пла- стиковой трубочке измеряется с помощью миллиметровки или линейки. Затем одним концом эту пластиковую трубочку нужно соединить с открытым концом стеклянной трубочки, в которой уже находится разделительный столбик воды. Если пластиковую трубку привести в вертикальное поло- жение, то можно увеличить или уменьшить давление воздуха в стеклянном шарике. Дополнительное давление, созданное в трубке столбом воды длиной h , равно r gh . Температу- ра воздуха внутри шарика остаётся постоянной, поэтому давление P и объём V запертого водяной пробкой возду- ха связаны соотношением PV = const. Измерив перемещение жүктеу/скачать 1,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|