Pintu masukMengkaji kadar penyejukan air di dalam bekas dalam pelbagai keadaan. Perubahan suhu cecair bergantung kepada masa pemanasan Berdasarkan graf pergantungan suhu
1. Plotkan graf suhu (t i) (contohnya t 2) berbanding masa pemanasan (t, min). Pastikan keadaan mantap telah dicapai.
3. Hanya untuk mod pegun, kira nilai dan lnA, masukkan keputusan pengiraan ke dalam jadual.
4. Bina graf pergantungan pada x i, mengambil kedudukan termokopel pertama x 1 = 0 sebagai titik rujukan (koordinat termokopel ditunjukkan pada pemasangan). Lukis garis lurus di sepanjang titik yang ditanda.
5. Tentukan tangen purata sudut kecondongan atau
6. Menggunakan formula (10), dengan mengambil kira (11), kira pekali kekonduksian haba logam dan tentukan ralat pengukuran.
7. Dengan menggunakan buku rujukan, tentukan logam dari mana rod itu dibuat.
1. Apakah fenomena yang dipanggil kekonduksian terma? Tuliskan persamaannya. Apakah ciri kecerunan suhu?
2. Apakah pembawa tenaga haba dalam logam?
3. Apakah mod yang dipanggil pegun? Terbitkan persamaan (5) yang menerangkan mod ini.
4. Terbitkan formula (10) untuk pekali kekonduksian terma.
5. Apakah termokopel? Bagaimanakah anda boleh menggunakannya untuk mengukur suhu pada titik tertentu pada rod?
6. Apakah kaedah untuk mengukur kekonduksian terma dalam kerja ini?
Kerja makmal № 11
Pengilangan dan penentukuran penderia suhu berdasarkan termokopel
Tujuan kerja: membiasakan diri dengan kaedah pembuatan termokopel; pembuatan dan penentukuran penderia suhu berdasarkan termokopel; menggunakan penderia suhu untuk menentukan takat lebur aloi Wood.
pengenalan
Suhu ialah kuantiti fizik yang mencirikan keadaan keseimbangan termodinamik sistem makroskopik. Di bawah keadaan keseimbangan, suhu adalah berkadar dengan purata tenaga kinetik pergerakan haba zarah badan. Julat suhu di mana proses fizikal, kimia dan proses lain berlaku adalah sangat luas: dari sifar mutlak hingga 10 11 K dan lebih tinggi.
Suhu tidak boleh diukur secara langsung; nilainya ditentukan oleh perubahan suhu, mana-mana mudah untuk pengukuran sifat fizikal bahan. Sifat termometrik sedemikian boleh: tekanan gas, rintangan elektrik, pengembangan haba cecair, kelajuan perambatan bunyi.
Apabila membina skala suhu, nilai suhu t 1 dan t 2 diberikan kepada dua titik suhu tetap (nilai parameter fizikal yang diukur) x = x 1 dan x = x 2, sebagai contoh, takat lebur ais. dan takat didih air. Perbezaan suhu t 2 – t 1 dipanggil selang suhu utama skala. Skala suhu ialah hubungan berangka berfungsi khusus antara suhu dan nilai sifat termometrik yang diukur. Bilangan skala suhu yang tidak terhad adalah mungkin, berbeza dalam sifat termometrik, pergantungan yang diterima t(x) dan suhu titik tetap. Sebagai contoh, terdapat skala Celsius, Reaumur, Fahrenheit, dsb. Kelemahan asas skala suhu empirik ialah pergantungan pada bahan termometrik. Kelemahan ini tiada dalam skala suhu termodinamik, yang berdasarkan undang-undang kedua termodinamik. Untuk proses keseimbangan, persamaan berikut berlaku:
di mana: Q 1 – jumlah haba yang diterima oleh sistem daripada pemanas pada suhu T 1; dan Q 2 ialah jumlah haba yang diberikan kepada peti sejuk pada suhu T 2 . Hubungan tidak bergantung pada sifat bendalir kerja dan memungkinkan untuk menentukan suhu termodinamik menggunakan kuantiti Q 1 dan Q 2 yang tersedia untuk pengukuran. Secara amnya diterima bahawa T 1 = 0 K - pada suhu sifar mutlak dan T 2 = 273.16 K pada titik tiga air. Suhu pada skala termodinamik dinyatakan dalam darjah Kelvin (0 K). Pengenalan T 1 = 0 ialah ekstrapolasi dan tidak memerlukan pelaksanaan sifar mutlak.
Apabila mengukur suhu termodinamik, salah satu akibat ketat undang-undang kedua termodinamik biasanya digunakan, yang menghubungkan sifat termodinamik yang diukur dengan mudah dengan suhu termodinamik. Antara hubungan sedemikian: undang-undang gas ideal, undang-undang sinaran badan hitam, dsb. Dalam julat suhu yang luas, kira-kira dari takat didih helium ke takat pemejalan emas, termometer gas memberikan ukuran suhu termodinamik yang paling tepat.
Dalam amalan, mengukur suhu pada skala termodinamik adalah sukar. Nilai suhu ini biasanya ditunjukkan pada termometer sekunder yang mudah, yang lebih stabil dan sensitif daripada instrumen yang menghasilkan semula skala termodinamik. Termometer sekunder ditentukur mengikut titik rujukan yang sangat stabil, suhu yang pada skala termodinamik sebelum ini ditemui oleh ukuran yang sangat tepat.
Dalam kerja ini, termokopel (hubungan dua pelbagai logam), dan sebagai titik rujukan – takat lebur dan didih pelbagai bahan. Sifat termometrik termokopel ialah beza keupayaan sentuhan.
Termokopel ialah litar elektrik tertutup yang mengandungi dua simpang dua konduktor logam yang berbeza. Jika suhu simpang berbeza, maka arus elektrik yang disebabkan oleh daya termoelektromotif akan mengalir dalam litar. Magnitud daya thermoelectromotive e adalah berkadar dengan perbezaan suhu:
di mana k-const, jika perbezaan suhu tidak terlalu besar.
Nilai k biasanya tidak melebihi beberapa puluh mikrovolt setiap darjah dan bergantung pada bahan dari mana termokopel dibuat.
Latihan 1. Membuat termokopel
(jumlah haba yang dipindahkan ke cecair apabila dipanaskan)
1. Sistem tindakan untuk mendapatkan dan memproses hasil pengukuran masa memanaskan cecair ke suhu tertentu dan menukar suhu cecair:
1) semak sama ada pindaan perlu diperkenalkan; jika ya, maka perkenalkan pindaan;
2) menetapkan berapa banyak ukuran kuantiti tertentu yang perlu dibuat;
3) menyediakan jadual untuk merekod dan memproses hasil pemerhatian;
4) membuat beberapa set ukuran bagi nilai yang diberikan; merekodkan hasil pemerhatian dalam jadual;
5) cari nilai kuantiti yang diukur sebagai min aritmetik hasil pemerhatian individu, dengan mengambil kira peraturan digit ganti:
6) hitung sisihan mutlak hasil pengukuran individu daripada purata:
7) cari ralat rawak;
8) cari ralat instrumental;
9) cari ralat bacaan;
10) cari ralat pengiraan;
11) cari jumlah ralat mutlak;
12) tuliskan keputusan yang menunjukkan jumlah ralat mutlak.
2. Sistem tindakan untuk membina graf pergantungan Δ t = f(Δ τ ):
1) lukis paksi koordinat; Paksi absis ditetapkan Δ τ , Dengan, dan paksi ordinat ialah Δ t, 0 C;
2) pilih skala untuk setiap paksi dan tandakan skala pada paksi;
3) menggambarkan selang nilai Δ τ dan Δ t untuk setiap pengalaman;
4) lukis garis licin supaya ia berjalan di dalam selang.
3. OG No. 1 – air seberat 100 g pada suhu awal 18 0 C:
1) untuk mengukur suhu kita akan menggunakan termometer dengan skala sehingga 100 0 C; Untuk mengukur masa pemanasan kita akan menggunakan jam randik mekanikal enam puluh saat. Instrumen ini tidak memerlukan pembetulan;
2) apabila mengukur masa pemanasan kepada suhu tetap, ralat rawak mungkin. Oleh itu, kami akan menjalankan 5 ukuran selang masa apabila dipanaskan pada suhu yang sama (dalam pengiraan ini akan menggandakan ralat rawak). Tiada ralat rawak ditemui semasa mengukur suhu. Oleh itu, kita akan menganggap bahawa kesilapan mutlak dalam menentukan t, 0 C adalah sama dengan ralat instrumental termometer yang digunakan, iaitu harga bahagian skala 2 0 C (Jadual 3);
3) buat jadual untuk merekod dan memproses hasil pengukuran:
| Pengalaman no. | |||||||
| Δt, 0 C | 18 ± 2 | 25 ± 2 | 40 ± 2 | 55 ± 2 | 70 ± 2 | 85 ± 2 | 100 ± 2 |
| τ 1 , s | 29,0 | 80,0 | 145,0 | 210,0 | 270,0 | 325,0 | |
| t 2 , s | 25,0 | 90,0 | 147,0 | 205,0 | 265,0 | 327,0 | |
| t 3 , s | 30,0 | 85,0 | 150,0 | 210,0 | 269,0 | 330,0 | |
| t 4 , s | 27,0 | 89,0 | 143,0 | 202,0 | 272,0 | 330,0 | |
| t 5 , s | 26,0 | 87,0 | 149,0 | 207,0 | 269,0 | 329,0 | |
| t purata, s | 27,4 | 86,2 | 146,8 | 206,8 | 269,0 | 328,2 |
4) keputusan ukuran dimasukkan ke dalam jadual;
5) min aritmetik bagi setiap ukuran τ dikira dan ditunjukkan dalam baris terakhir jadual;
untuk suhu 25 0 C:
7) cari ralat pengukuran rawak:
8) dalam setiap kes, kita dapati ralat instrumental jam randik dengan mengambil kira bulatan penuh yang dibuat oleh tangan kedua (iaitu, jika satu bulatan penuh memberikan ralat 1.5 s, maka separuh bulatan memberikan 0.75 s, dan 2.3 bulatan - 3.45 s) . Dalam eksperimen pertama Δ t dan= 0.7 s;
9) kami mengambil ralat pengiraan jam randik mekanikal sama dengan satu bahagian skala: Δ t o= 1.0 s;
10) ralat pengiraan dalam kes ini adalah sifar;
11) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 4.44 + 0.7 + 1.0 + 0 = 6.14 s ≈ 6.1 s;
(di sini keputusan akhir dibundarkan ke bawah kepada satu angka bererti);
12) tuliskan hasil pengukuran: t= (27.4 ± 6.1) s
6 a) hitung sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 40 0 C:
Δ t dan= 2.0 s;
t o= 1.0 s;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 8.88 + 2.0 + 1.0 + 0 = 11.88 s ≈ 11.9 s;
t= (86.2 ± 11.9) s
untuk suhu 55 0 C:
Δ t dan= 3.5 s;
t o= 1.0 s;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 6.72 + 3.5 + 1.0 + 0 = 11.22 s ≈ 11.2 s;
t= (146.8 ± 11.2) s
untuk suhu 70 0 C:
Δ t dan= 5.0 s;
t o= 1.0 s;
Δ t= Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 7.92 + 5.0 + 1.0 + 0 = 13.92 s ≈ 13.9 s;
12 c) tuliskan hasil pengukuran: t= (206.8 ± 13.9) s
untuk suhu 85 0 C:
Δ t dan= 6.4 s;
9 d) ralat mengira jam randik mekanikal Δt o = 1.0 s;
Δt = Δt C + Δt dan + Δt 0 + Δt B = 4.8 + 6.4 + 1.0 + 0 = 12.2 s;
t= (269.0 ± 12.2) s
untuk suhu 100 0 C:
Δ t dan= 8.0 s;
t o= 1.0 s;
10 e) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 5.28 + 8.0 + 1.0 + 0 = 14.28 s ≈ 14.3 s;
t= (328.2 ± 14.3) s.
Kami membentangkan hasil pengiraan dalam bentuk jadual, yang menunjukkan perbezaan antara suhu akhir dan awal dalam setiap eksperimen dan masa memanaskan air.
4. Mari kita plot pergantungan perubahan suhu air pada jumlah haba (masa pemanasan) (Rajah 14). Semasa membina, dalam semua kes, selang ralat dalam pengukuran masa ditunjukkan. Ketebalan garisan sepadan dengan ralat pengukuran suhu.
nasi. 14. Graf perubahan suhu air berbanding masa pemanasannya
5. Kami menetapkan bahawa graf yang kami peroleh adalah serupa dengan graf berkadar langsung y=kx. Nilai pekali k dalam kes ini tidak sukar untuk ditentukan daripada graf. Oleh itu, kita akhirnya boleh menulis Δ t= 0.25Δ τ . Daripada graf yang diplot kita boleh membuat kesimpulan bahawa suhu air adalah berkadar terus dengan jumlah haba.
6. Ulang semua ukuran untuk ATAU No. 2 – minyak bunga matahari
.
Baris terakhir dalam jadual menunjukkan hasil purata.
| t, 0 C | 18 ± 2 | 25 ± 2 | 40 ± 2 | 55 ± 2 | 70 ± 2 | 85 ± 2 | 100 ± 2 |
| t 1, c | 10,0 | 38,0 | 60,0 | 88,0 | 110,0 | 136,0 | |
| t 2, c | 11,0 | 36,0 | 63,0 | 89,0 | 115,0 | 134,0 | |
| t 3, c | 10,0 | 37,0 | 62,0 | 85,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t 4, c | 9,0 | 38,0 | 63,0 | 87,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t 5, c | 12,0 | 35,0 | 60,0 | 87,0 | 114,0 | 139,0 | |
| t purata, c | 10,4 | 36,8 | 61,6 | 87,2 | 112,6 | 137,8 |
6) hitung sisihan mutlak hasil pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 25 0 C:
1) cari ralat pengukuran rawak:
2) ralat instrumental jam randik dalam setiap kes didapati dengan cara yang sama seperti dalam siri eksperimen pertama. Dalam eksperimen pertama Δ t dan= 0.3 s;
3) ralat pengiraan jam randik mekanikal diambil sama dengan satu pembahagian skala: Δ t o= 1.0 s;
4) ralat pengiraan dalam kes ini adalah sifar;
5) kira jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 2.64 + 0.3 + 1.0 + 0 = 3.94 s ≈ 3.9 s;
6) tuliskan hasil pengukuran: t= (10.4 ± 3.9) s
6 a) Kami mengira sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 40 0 C:
7 a) kita dapati ralat pengukuran rawak:
8 a) ralat instrumental jam randik dalam eksperimen kedua
Δ t dan= 0.8 s;
9 a) ralat mengira jam randik mekanikal Δ t o= 1.0 s;
10 a) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar;
11 a) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 3.12 + 0.8 + 1.0 + 0 = 4.92 s ≈ 4.9 s;
12 a) tuliskan hasil pengukuran: t= (36.8 ± 4.9) s
6 b) hitung sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 55 0 C:
7 b) kita dapati ralat pengukuran rawak:
8 b) ralat instrumental jam randik dalam eksperimen ini
Δ t dan= 1.5 s;
9 b) ralat mengira jam randik mekanikal Δ t o= 1.0 s;
10 b) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar;
11 b) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 3.84 + 1.5 + 1.0 + 0 = 6.34 s ≈ 6.3 s;
12 b) tuliskan hasil pengukuran: t= (61.6 ± 6.3) s
6 c) hitung sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 70 0 C:
7 c) kita dapati ralat pengukuran rawak:
8 c) ralat instrumental jam randik dalam eksperimen ini
Δ t dan= 2.1 s;
9 c) ralat mengira jam randik mekanikal Δ t o= 1.0 s;
10 c) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar;
11 c) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 2.52 + 2.1 + 1.0 + 0 = 5.62 s ≈ 5.6 s;
12 c) tuliskan hasil pengukuran: t= (87.2 ± 5.6) s
6 d) hitung sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 85 0 C:
7 d) kita dapati ralat pengukuran rawak:
8 d) ralat instrumental jam randik dalam eksperimen ini
Δ t dan= 2.7 s;
9 d) ralat mengira jam randik mekanikal Δ t o= 1.0 s;
10 d) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar;
11 d) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 4.56 + 2.7 + 1.0 + 0 = 8.26 s ≈ 8.3;
12 d) tuliskan hasil pengukuran: t= (112.6 ± 8.3) s
6 e) hitung sisihan mutlak keputusan pemerhatian individu daripada purata untuk suhu 100 0 C:
7 e) kita dapati ralat pengukuran rawak:
8 d) ralat instrumental jam randik dalam eksperimen ini
Δ t dan= 3.4 s;
9 d) ralat mengira jam randik mekanikal Δ t o= 1.0 s;
10 e) ralat pengiraan dalam kes ini ialah sifar.
11 e) hitung jumlah ralat mutlak:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t 0 + Δ tB= 5.28 + 3.4 + 1.0 + 0 = 9.68 s ≈ 9.7 s;
12 d) tuliskan hasil pengukuran: t= (137.8 ± 9.7) s.
Kami membentangkan hasil pengiraan dalam bentuk jadual, yang menunjukkan perbezaan antara suhu akhir dan awal dalam setiap eksperimen dan masa pemanasan minyak bunga matahari.
7. Mari kita plot pergantungan perubahan suhu minyak pada masa pemanasan (Rajah 15). Semasa membina, dalam semua kes selang ralat pengukuran masa ditunjukkan. Ketebalan garisan sepadan dengan ralat pengukuran suhu.
nasi. 15. Graf perubahan suhu air berbanding masa pemanasannya
8. Graf yang dibina adalah serupa dengan graf berkadar langsung y=kx. Nilai pekali k dalam kes ini tidak sukar untuk mencari daripada graf. Oleh itu, kita akhirnya boleh menulis Δ t= 0.6Δ τ .
Daripada graf yang diplot kita boleh membuat kesimpulan bahawa suhu minyak bunga matahari adalah berkadar terus dengan jumlah haba.
9. Kami merumuskan jawapan kepada PP: suhu cecair adalah berkadar terus dengan jumlah haba yang diterima oleh badan apabila dipanaskan.
Contoh 3. PZ: tetapkan jenis pergantungan voltan keluaran pada perintang R n pada nilai rintangan setara bahagian litar AB (masalah diselesaikan menggunakan persediaan eksperimen, gambarajah skematiknya ditunjukkan dalam Rajah 16).
Untuk menyelesaikan masalah ini, anda perlu melakukan perkara berikut:
1. Buat sistem tindakan untuk mendapatkan dan memproses hasil pengukuran rintangan setara bagi bahagian litar dan voltan merentasi beban R n(lihat klausa 2.2.8 atau klausa 2.2.9).
2. Cipta satu sistem tindakan untuk merancang pergantungan voltan keluaran (pada perintang R n) daripada rintangan setara bahagian litar AB.
3. Pilih OP No. 1 – kawasan dengan nilai tertentu R n1 dan lengkapkan semua tindakan yang dirancang dalam langkah 1 dan 2.
4. Pilih pergantungan fungsi yang diketahui dalam matematik, graf yang serupa dengan lengkung eksperimen.
5. Tulis secara matematik hubungan berfungsi ini untuk beban R n1 dan rumuskan untuknya jawapan kepada tugasan kognitif yang diberikan.
6. Pilih OP No. 2 – bahagian pesawat dengan nilai rintangan yang berbeza R n2 dan melaksanakan sistem tindakan yang sama dengannya.
7. Pilih kebergantungan fungsi yang diketahui dalam matematik, graf yang serupa dengan lengkung eksperimen.
8. Tulis secara matematik hubungan berfungsi ini untuk rintangan R n2 dan rumuskan untuknya jawapan kepada tugasan kognitif yang diberikan.
9. Merumuskan hubungan kefungsian antara kuantiti dalam bentuk umum.
Laporan mengenal pasti jenis pergantungan voltan keluaran pada rintangan R n daripada rintangan setara bahagian litar AB
(disediakan dalam versi singkatan)
Pembolehubah bebas ialah rintangan setara bagi bahagian litar AB, yang diukur menggunakan voltmeter digital yang disambungkan ke titik A dan B litar. Pengukuran dilakukan pada had 1000 Ohm, iaitu, ketepatan pengukuran adalah sama dengan nilai digit paling tidak bererti, yang sepadan dengan ±1 Ohm.
Pembolehubah bersandar ialah nilai voltan keluaran yang diambil merentasi rintangan beban (titik B dan C). Voltmeter digital dengan nyahcas minimum seperseratus volt digunakan sebagai alat pengukur.
nasi. 16. Gambar rajah persediaan eksperimen untuk mengkaji jenis pergantungan voltan keluaran pada nilai rintangan litar setara
Rintangan setara telah ditukar menggunakan kekunci Q 1, Q 2 dan Q 3. Untuk kemudahan, kami akan menandakan keadaan hidup kunci sebagai "1", dan keadaan mati sebagai "0". Dalam rantaian ini, hanya 8 kombinasi yang mungkin.
Bagi setiap kombinasi, voltan keluaran diukur 5 kali.
Keputusan berikut diperoleh semasa kajian:
| Nombor pengalaman | Status kunci | Rintangan setara R E, Ohm | Voltan keluaran U keluar, DALAM | |||||
| U 1, DALAM | U 2, DALAM | U 3, DALAM | U 4, DALAM | U 5, DALAM | ||||
| Q 3 Q 2 Q 1 | ||||||||
| 0 0 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | |||
| 0 0 1 | 800 ± 1 | 1,36 | 1,35 | 1,37 | 1,37 | 1,36 | ||
| 0 1 0 | 400 ± 1 | 2,66 | 2,67 | 2,65 | 2,67 | 2,68 | ||
| 0 1 1 | 267 ± 1 | 4,00 | 4,03 | 4,03 | 4,01 | 4,03 | ||
| 1 0 0 | 200 ± 1 | 5,35 | 5,37 | 5,36 | 5,33 | 5,34 | ||
| 1 0 1 | 160 ± 1 | 6,70 | 6,72 | 6,73 | 6,70 | 6,72 | ||
| 1 1 0 | 133 ± 1 | 8,05 | 8,10 | 8,05 | 8,00 | 8,10 | ||
| 1 1 1 | 114 ± 1 | 9,37 | 9,36 | 9,37 | 9,36 | 9,35 |
Keputusan pemprosesan data eksperimen dibentangkan dalam jadual berikut:
| № | Q 3 Q 2 Q 1 | R E, Ohm | Purata anda, DALAM | Purata anda env. , DALAM | Δ Purata anda, DALAM | Δ U dan, DALAM | Δ U o, DALAM | Δ U masuk, DALAM | Δ U, DALAM | U, DALAM |
| 0 0 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,02 | 0.00±0.02 | ||
| 0 0 1 | 800±1 | 1,362 | 1,36 | 0,0192 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,0412 | 1.36±0.04 | |
| 0 1 0 | 400±1 | 2,666 | 2,67 | 0,0264 | 0,01 | 0,01 | 0,004 | 0,0504 | 2.67±0.05 | |
| 0 1 1 | 267±1 | 4,02 | 4,02 | 0,036 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,056 | 4.02±0.06 | |
| 1 0 0 | 200±1 | 5,35 | 5,35 | 0,036 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,056 | 5.35±0.06 | |
| 1 0 1 | 160±1 | 6,714 | 6,71 | 0,0336 | 0,01 | 0,01 | 0,004 | 0,0576 | 6.71±0.06 | |
| 1 1 0 | 133±1 | 8,06 | 8,06 | 0,096 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,116 | 8.06±0.12 | |
| 1 1 1 | 114±1 | 9,362 | 9,36 | 0,0192 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,0412 | 9.36±0.04 |
Kami merancang pergantungan voltan keluaran pada nilai rintangan setara U = f(R E).
Apabila memplot graf, panjang garis sepadan dengan ralat pengukuran Δ U, individu untuk setiap eksperimen (ralat maksimum Δ U= 0.116 V, yang sepadan dengan kira-kira 2.5 mm pada graf pada skala yang dipilih). Ketebalan garis sepadan dengan ralat pengukuran rintangan setara. Graf yang terhasil ditunjukkan dalam Rajah. 17.
nasi. 17. Graf voltan keluaran
daripada nilai rintangan setara dalam bahagian AB
Graf itu menyerupai graf berkadar songsang. Untuk mengesahkan ini, mari kita plot pergantungan voltan keluaran pada timbal balik rintangan setara U = f(1/R E), iaitu, daripada kekonduksian σ rantai. Untuk kemudahan, kami membentangkan data untuk graf ini dalam bentuk jadual berikut:
Graf yang terhasil (Rajah 18) mengesahkan andaian yang dibuat: voltan keluaran pada rintangan beban R n1 berkadar songsang dengan rintangan setara bahagian litar AB: U = 0,0017/R E.
Kami memilih objek kajian lain: OI No. 2 - nilai rintangan beban yang lain R n2, dan lakukan semua tindakan yang sama. Kami mendapat hasil yang sama, tetapi dengan pekali yang berbeza k.
Kami merumuskan jawapan kepada PZ: voltan keluaran merentasi rintangan beban R n berkadar songsang dengan nilai rintangan setara bahagian litar yang terdiri daripada tiga konduktor bersambung selari, yang boleh disambungkan dalam satu daripada lapan kombinasi.
nasi. 18. Graf pergantungan voltan keluaran pada kekonduksian bahagian litar AB
Ambil perhatian bahawa skim yang sedang dipertimbangkan ialah penukar digital-ke-analog (DAC) – peranti yang menukar kod digital (dalam kes ini, binari) kepada isyarat analog (dalam kes ini, kepada voltan).
Merancang aktiviti untuk menyelesaikan masalah kognitif Bil 4
Penentuan eksperimen bagi nilai khusus bagi sesuatu tertentu kuantiti fizikal(menyelesaikan masalah kognitif No. 4) boleh dijalankan dalam dua situasi: 1) kaedah untuk mencari kuantiti fizik yang ditentukan tidak diketahui dan 2) kaedah untuk mencari kuantiti ini telah pun dibangunkan. Dalam situasi pertama, terdapat keperluan untuk membangunkan kaedah (sistem tindakan) dan memilih peralatan untuk pelaksanaan praktikalnya. Dalam situasi kedua, terdapat keperluan untuk mengkaji kaedah ini, iaitu, untuk mengetahui peralatan apa yang harus digunakan untuk pelaksanaan praktikal kaedah ini dan apa yang sepatutnya menjadi sistem tindakan, pelaksanaan berurutan yang akan membolehkan mendapatkan nilai tertentu nilai tertentu dalam situasi tertentu. Lazim bagi kedua-dua situasi ialah ungkapan kuantiti yang dikehendaki dari segi kuantiti lain, yang nilainya boleh didapati melalui pengukuran langsung. Mereka mengatakan bahawa dalam kes ini seseorang melakukan pengukuran tidak langsung.
Nilai yang diperoleh melalui pengukuran tidak langsung adalah tidak tepat. Ini boleh difahami: ia didapati berdasarkan hasil pengukuran langsung, yang sentiasa tidak tepat. Dalam hal ini, sistem tindakan untuk menyelesaikan masalah kognitif No. 4 semestinya perlu memasukkan tindakan untuk mengira ralat.
Untuk mencari ralat dalam pengukuran tidak langsung, dua kaedah telah dibangunkan: kaedah sempadan ralat dan kaedah sempadan. Mari kita pertimbangkan kandungan setiap daripada mereka.
Kaedah sempadan ralat
Kaedah sempadan ralat adalah berdasarkan pembezaan.
Biar kuantiti yang diukur secara tidak langsung di adalah fungsi beberapa hujah: y = f(X 1, X 2, …, X N).
Kuantiti X 1, X 2, ..., X n diukur dengan kaedah langsung dengan ralat mutlak Δ X 1,Δ X 2,...,Δ X N. Akibatnya, nilai di juga akan ditemui dengan beberapa ralat Δ u.
Biasanya Δ X 1<< Х 1, Δ X 2<< Х 2 , …, Δ X N<< Х n , Δ y<< у. Oleh itu, kita boleh pergi ke kuantiti tak terhingga, iaitu, menggantikan Δ X 1,Δ X 2,...,Δ XN,Δ y perbezaan mereka dХ 1, dХ 2, ..., dХ N, dy masing-masing. Kemudian ralat relatif
ralat relatif bagi sesuatu fungsi adalah sama dengan pembezaan logaritma aslinya.
Di sebelah kanan kesamaan, bukannya pembezaan kuantiti berubah, ralat mutlak mereka digantikan, dan bukannya kuantiti itu sendiri, nilai purata mereka digantikan. Untuk menentukan had atas ralat, penjumlahan algebra ralat digantikan dengan penjumlahan aritmetik.
Mengetahui ralat relatif, cari ralat mutlak
Δ di= ε awak ּу,
di mana bukannya di menggantikan nilai yang diperoleh hasil daripada pengukuran
U isme = f (<X 1>, <Х 2 >, ..., <Х n > ).
Semua pengiraan perantaraan dilakukan mengikut peraturan pengiraan anggaran dengan satu digit ganti. Keputusan akhir dan ralat dibundarkan mengikut peraturan am. Jawapan ditulis dalam borang
Y = Y meas.± Δ U; ε y = ...
Ungkapan untuk ralat relatif dan mutlak bergantung pada jenis fungsi u. Formula utama yang sering ditemui semasa menjalankan kerja makmal dibentangkan dalam Jadual 5.
Bahan yang sama di dunia nyata, bergantung pada keadaan persekitaran, boleh berada dalam keadaan yang berbeza. Sebagai contoh, air boleh dalam bentuk cecair, dalam idea pepejal - ais, dalam bentuk gas - wap air.
- Keadaan ini dipanggil keadaan jirim agregat.
Molekul bahan dalam keadaan pengagregatan yang berbeza tidak berbeza antara satu sama lain. Keadaan khusus pengagregatan ditentukan oleh lokasi molekul, serta sifat pergerakan dan interaksi antara satu sama lain.
Gas - jarak antara molekul jauh lebih besar daripada saiz molekul itu sendiri. Molekul dalam cecair dan pepejal terletak agak rapat antara satu sama lain. Dalam pepejal ia lebih dekat.
Untuk mengubah keadaan pengagregatan badan, ia perlu memberikan sedikit tenaga. Sebagai contoh, untuk menukar air kepada wap, ia mesti dipanaskan Untuk wap menjadi air semula, ia mesti melepaskan tenaga.
Peralihan daripada pepejal kepada cecair
Peralihan bahan daripada pepejal kepada cecair dipanggil lebur. Agar badan mula mencair, ia mesti dipanaskan pada suhu tertentu. Suhu di mana bahan cair ialah dipanggil takat lebur sesuatu bahan.
Setiap bahan mempunyai takat lebur sendiri. Bagi sesetengah badan ia adalah sangat rendah, contohnya, untuk ais. Dan sesetengah badan mempunyai takat lebur yang sangat tinggi, contohnya, besi. Secara umum, mencairkan jasad kristal adalah proses yang kompleks.
Graf Lebur Ais
Rajah di bawah menunjukkan graf lebur jasad hablur, dalam kes ini ais.
- Graf menunjukkan pergantungan suhu ais pada masa ia dipanaskan. Suhu ditunjukkan pada paksi menegak, dan masa ditunjukkan pada paksi mendatar.
Daripada graf bahawa pada mulanya suhu ais ialah -20 darjah. Kemudian mereka mula memanaskannya. Suhu mula meningkat. Bahagian AB ialah bahagian di mana ais dipanaskan. Lama kelamaan, suhu meningkat kepada 0 darjah. Suhu ini dianggap sebagai takat lebur ais. Pada suhu ini, ais mula mencair, tetapi suhunya berhenti meningkat, walaupun ais juga terus dipanaskan. Kawasan lebur sepadan dengan kawasan BC pada graf.
Kemudian, apabila semua ais cair dan bertukar menjadi cecair, suhu air mula meningkat semula. Ini ditunjukkan pada graf oleh sinar C. Iaitu, kita membuat kesimpulan bahawa semasa mencairkan suhu badan tidak berubah, Semua tenaga yang masuk digunakan untuk mencairkan.
Katalog tugas.
Bahagian 2
Ambil ujian untuk tugasan ini
Kembali ke katalog tugas
Versi untuk mencetak dan menyalin dalam MS Word
Semasa proses pendidihan cecair yang dipanaskan terlebih dahulu kepada suhu mendidih, tenaga yang diberikan kepadanya pergi
1) untuk meningkatkan kelajuan purata pergerakan molekul
2) untuk meningkatkan kelajuan purata pergerakan molekul dan untuk mengatasi daya interaksi antara molekul
3) untuk mengatasi daya interaksi antara molekul tanpa meningkatkan kelajuan purata pergerakan mereka
4) untuk meningkatkan kelajuan purata pergerakan molekul dan untuk meningkatkan daya interaksi antara molekul
Penyelesaian.
Apabila mendidih, suhu cecair tidak berubah, tetapi proses peralihan ke keadaan pengagregatan lain berlaku. Pembentukan keadaan pengagregatan lain berlaku dengan mengatasi daya interaksi antara molekul. Ketekalan suhu juga bermaksud ketekalan kelajuan purata pergerakan molekul.
Jawapan: 3
Sumber: Akademi Fizik Negeri. Gelombang utama. Pilihan 1313.
Sebuah kapal terbuka dengan air terletak di makmal di mana suhu dan kelembapan udara tertentu dikekalkan. Kadar sejatan akan sama dengan kadar pemeluwapan air di dalam vesel
1) hanya jika suhu di dalam makmal melebihi 25 °C
2) hanya dengan syarat kelembapan udara di makmal adalah 100%
3) hanya dengan syarat suhu di makmal kurang daripada 25°C dan kelembapan udara kurang daripada 100%
4) pada sebarang suhu dan kelembapan di dalam makmal
Penyelesaian.
Kadar penyejatan akan sama dengan kadar pemeluwapan air di dalam kapal hanya jika kelembapan udara di makmal adalah 100%, tanpa mengira suhu. Dalam kes ini, keseimbangan dinamik akan diperhatikan: apabila banyak molekul tersejat, nombor yang sama terpeluwap.
Jawapan yang betul ditunjukkan di bawah nombor 2.
Jawapan: 2
Sumber: Akademi Fizik Negeri. Gelombang utama. Pilihan 1326.
1) untuk memanaskan 1 kg keluli sebanyak 1 °C, adalah perlu untuk menghabiskan 500 J tenaga
2) untuk memanaskan 500 kg keluli sebanyak 1 °C, adalah perlu untuk menghabiskan 1 J tenaga
3) untuk memanaskan 1 kg keluli sebanyak 500 °C, adalah perlu untuk menghabiskan 1 J tenaga
4) untuk memanaskan 500 kg keluli sebanyak 1 °C, adalah perlu untuk menghabiskan 500 J tenaga
Penyelesaian.
Muatan haba khusus mencirikan jumlah tenaga yang mesti diberikan kepada satu kilogram bahan yang badannya tersusun untuk memanaskannya sebanyak satu darjah Celsius. Oleh itu, untuk memanaskan 1 kg keluli sebanyak 1 °C adalah perlu untuk menghabiskan 500 J tenaga.
Jawapan yang betul ditunjukkan di bawah nombor 1.
Jawapan: 1
Sumber: Akademi Fizik Negeri. Gelombang utama. Timur Jauh. Pilihan 1327.
Muatan haba tentu keluli ialah 500 J/kg °C. Apakah maksud ini?
1) apabila menyejukkan 1 kg keluli sebanyak 1 ° C, tenaga dibebaskan 500 J
2) apabila menyejukkan 500 kg keluli sebanyak 1 ° C, tenaga dibebaskan 1 J
3) apabila 1 kg keluli disejukkan sebanyak 500 °C, 1 J tenaga dibebaskan
4) apabila menyejukkan 500 kg keluli sebanyak 1 ° C, tenaga dibebaskan 500 J
Penyelesaian.
Muatan haba tentu mencirikan jumlah tenaga yang mesti diberikan kepada satu kilogram bahan untuk memanaskannya sebanyak satu darjah Celsius. Oleh itu, untuk memanaskan 1 kg keluli sebanyak 1 °C adalah perlu untuk menghabiskan 500 J tenaga.
Jawapan yang betul ditunjukkan di bawah nombor 1.
Jawapan: 1
Sumber: Akademi Fizik Negeri. Gelombang utama. Timur Jauh. Pilihan 1328.
Regina Magadeeva 09.04.2016 18:54
Dalam buku teks gred lapan saya, takrifan saya tentang kapasiti haba tentu kelihatan seperti ini: kuantiti fizikal yang sama dengan jumlah haba yang mesti dipindahkan ke badan seberat 1 kg agar suhunya berubah! sebanyak 1 darjah. Penyelesaiannya mengatakan bahawa kapasiti haba tentu diperlukan untuk memanaskannya sebanyak 1 darjah.
Kajian kadar penyejukan air di dalam sebuah kapal
dalam pelbagai keadaan
Perintah itu dijalankan:
Nombor pasukan:
Yaroslavl, 2013
Penerangan ringkas tentang parameter kajian
Suhu
Konsep suhu badan nampak mudah dan boleh difahami pada pandangan pertama. Dari pengalaman seharian, semua orang tahu ada badan panas dan sejuk.
Eksperimen dan pemerhatian menunjukkan bahawa apabila dua jasad bersentuhan, satu daripadanya kita anggap sebagai panas dan satu lagi sebagai sejuk, perubahan dalam parameter fizikal kedua-dua jasad pertama dan kedua berlaku. "Kuantiti fizik yang diukur dengan termometer dan sama untuk semua badan atau bahagian badan yang berada dalam keseimbangan termodinamik antara satu sama lain dipanggil suhu." Apabila termometer dibawa bersentuhan dengan badan yang sedang dikaji, kita melihat pelbagai jenis perubahan: "lajur" cecair bergerak, isipadu gas berubah, dll. Tetapi tidak lama lagi keseimbangan termodinamik semestinya berlaku antara termometer dan badan - a nyatakan di mana semua kuantiti yang mencirikan badan ini: jisim, isipadu, tekanan, dan sebagainya. Mulai saat ini, termometer menunjukkan bukan sahaja suhunya, tetapi juga suhu badan yang sedang dikaji. Dalam kehidupan seharian, cara yang paling biasa untuk mengukur suhu adalah menggunakan termometer cecair. Di sini, sifat cecair untuk mengembang apabila dipanaskan digunakan untuk mengukur suhu. Untuk mengukur suhu badan, termometer dibawa bersentuhan dengannya, dan proses pemindahan haba berlaku antara badan dan termometer sehingga keseimbangan terma ditubuhkan. Untuk memastikan proses pengukuran tidak mengubah suhu badan dengan ketara, jisim termometer mestilah kurang ketara daripada jisim badan yang suhunya diukur.
Pertukaran haba
Hampir semua fenomena dunia luar dan pelbagai perubahan dalam tubuh manusia disertai dengan perubahan suhu. Fenomena pertukaran haba mengiringi semua kehidupan seharian kita.
Pada akhir abad ke-17, ahli fizik Inggeris terkenal Isaac Newton menyatakan hipotesis: "kadar pertukaran haba antara dua jasad adalah lebih besar, lebih banyak suhu mereka berbeza (mengikut kadar pertukaran haba yang kami maksudkan adalah perubahan suhu per unit masa) . Pemindahan haba sentiasa berlaku dalam arah tertentu: dari badan dengan suhu yang lebih tinggi kepada badan dengan suhu yang lebih rendah. Banyak pemerhatian meyakinkan kita tentang ini, walaupun pada tahap harian (sudu dalam segelas teh memanas, tetapi teh menjadi sejuk). Apabila suhu badan menyamai, proses pertukaran haba berhenti, iaitu keseimbangan terma berlaku.
Pernyataan yang mudah dan boleh difahami bahawa haba secara bebas bergerak hanya dari badan dengan suhu yang lebih tinggi ke badan dengan suhu yang lebih rendah, dan bukan sebaliknya, adalah salah satu undang-undang asas dalam fizik, dan dipanggil undang-undang II termodinamik, undang-undang ini telah dirumuskan. pada abad ke-18 oleh saintis Jerman Rudolf Clausius.
Belajarkadar penyejukan air dalam bekas dalam keadaan yang berbeza
Hipotesis: Kami mengandaikan bahawa kadar penyejukan air di dalam bekas bergantung pada lapisan cecair (mentega, susu) yang dituangkan ke permukaan air.
Sasaran: Tentukan sama ada lapisan permukaan mentega dan lapisan permukaan susu mempengaruhi kadar penyejukan air.
Tugasan:
1. Mengkaji fenomena penyejukan air.
2. Tentukan pergantungan suhu penyejukan air dengan lapisan permukaan minyak pada masa, tulis keputusan dalam jadual.
3. Tentukan pergantungan suhu penyejukan air dengan lapisan permukaan susu pada masa, tulis keputusan dalam jadual.
4. Bina graf pergantungan dan analisis keputusan.
5. Buat kesimpulan tentang lapisan permukaan air yang manakah mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap kadar penyejukan air.
peralatan: kaca makmal, jam randik, termometer.
Rancangan eksperimen:
1. Menentukan nilai pembahagian skala termometer.
2. Sukat suhu air sambil menyejukkan setiap 2 minit.
3. Ukur suhu sambil menyejukkan air dengan lapisan permukaan minyak setiap 2 minit.
4. Ukur suhu sambil menyejukkan air dengan lapisan permukaan susu setiap 2 minit.
5. Masukkan hasil pengukuran ke dalam jadual.
6. Menggunakan data jadual, bina graf suhu air berbanding masa.
8. Analisis keputusan dan berikan justifikasinya.
9. Buat kesimpulan.
Menyelesaikan kerja
Mula-mula, kami memanaskan air dalam 3 gelas hingga suhu 71.5⁰C. Kemudian kami menuangkan minyak sayuran ke dalam salah satu gelas dan susu ke dalam yang lain. Minyak itu diedarkan ke atas permukaan air, membentuk lapisan yang sekata. Minyak sayuran adalah produk yang diekstrak daripada bahan tumbuhan dan terdiri daripada asid lemak dan bahan yang berkaitan. Susu dicampur dengan air (membentuk emulsi), ini menunjukkan bahawa susu sama ada dicairkan dengan air dan tidak sepadan dengan kandungan lemak yang dinyatakan pada pembungkusan, atau dibuat daripada produk kering, dan dalam kedua-dua kes sifat fizikal susu berubah. Susu asli, tidak dicairkan dengan air, membentuk bekuan dalam air dan tidak larut untuk beberapa waktu. Untuk menentukan masa penyejukan cecair, kami merekodkan suhu penyejukan setiap 2 minit.
Jadual. Kajian masa penyejukan cecair.
|
cecair | |||||||||||
air, t,⁰С | |||||||||||
air dengan minyak, t,⁰С | |||||||||||
air dengan susu, t,⁰С |
Menurut jadual, kita melihat bahawa keadaan awal dalam semua eksperimen adalah sama, tetapi selepas 20 minit percubaan, cecair mempunyai suhu yang berbeza, yang bermaksud ia mempunyai kadar penyejukan cecair yang berbeza.
Ini dibentangkan dengan lebih jelas dalam graf.
Dalam satah koordinat dengan suhu dan masa paksi, titik ditanda yang memaparkan hubungan antara kuantiti ini. Dengan purata nilai, kami membuat garisan. Graf menunjukkan pergantungan linear suhu penyejukan air pada masa penyejukan di bawah pelbagai keadaan.
Mari kita hitung kadar penyejukan air:
a) untuk air
0-10 min 
(ºС/min)
10-20 min (ºС/min)
b) untuk air dengan lapisan permukaan minyak
0-10 min 
(ºС/min)
10-20 min 
(ºС/min)
b) untuk air dengan susu
0-10 min 
(ºС/min)
10-20 min 
(ºС/min)
Seperti yang dapat dilihat dari pengiraan, air dan minyak menyejukkan paling perlahan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa lapisan minyak tidak membenarkan air menukar haba dengan udara secara intensif. Ini bermakna pertukaran haba antara air dan udara menjadi perlahan, kadar penyejukan air berkurangan, dan air kekal lebih panas lebih lama. Ini boleh digunakan semasa memasak, contohnya semasa memasak pasta selepas air mendidih, masukkan minyak, pasta akan masak lebih cepat dan tidak akan melekat.
Air tanpa sebarang bahan tambahan mempunyai kadar penyejukan terpantas, yang bermaksud ia akan menyejuk lebih cepat.
Kesimpulan: Oleh itu, kami telah mengesahkan secara eksperimen bahawa lapisan permukaan minyak mempunyai pengaruh yang lebih besar pada kadar penyejukan air, kadar penyejukan berkurangan dan air menjadi lebih perlahan.