Необхідно виконати експериментальну роботу №6 (Тема 1) із зошита Божинова Ф. Я. Фізика. 10 клас.

Ответы на вопрос

Отвечает Михеев Александр.

Експериментальна робота № 6

Тема І. Дослідження ізотермічного процесу

Мета: дослідити два термодинамічні стани повітря за однакової температури та експериментально перевірити закон Бойля — Маріотта.

Обладнання: барометр-анероїд, скляна трубка, запаяна з одного кінця, посудина з водою кімнатної температури, штатив із муфтою та кільцем, лінійка, бавовняні рукавички. У цій роботі перевіряють рівність $p_1l_1=p_2l_2$ , оскільки площа поперечного перерізу трубки є сталою, а об’єм повітря пропорційний висоті його стовпчика. Scribd+1

Вихідні дані

p_{\text{атм}}=102\ \text{кПа}

До занурення трубки:

l_1=100\ \text{см}=1{,}00\ \text{м}

Після занурення трубки:

h=30\ \text{см}=0{,}30\ \text{м}

l_2=97{,}1\ \text{см}=0{,}971\ \text{м}

У наданих даних висота після занурення позначена як $l_1$ , але в таблиці зошита її потрібно записати як висоту стовпчика повітря у стані 2, тобто $l_2=0{,}971$ м.

Таблиця результатів

Стан газу	Висота стовпчика повітря $l$ , м	Атмосферний тиск $p_{\text{атм}}$ , кПа	Різниця рівнів води $h$ , м	Гідростатичний тиск $p_{\text{гідр}}$ , кПа	Тиск повітря $p$ , кПа	Результат $pl$ , кПа·м
1	1,00	102	—	—	102	102
2	0,971	102	0,30	2,94	104,94	101,90

Формули для обчислення гідростатичного тиску, загального тиску повітря та добутків $pl$ наведені безпосередньо в роботі. Scribd

Опрацювання результатів експерименту

1. Обчислення гідростатичного тиску

Гідростатичний тиск стовпчика води:

p_{\text{гідр}}=\rho_{\text{води}}gh

де

\rho_{\text{води}}=1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}, \qquad g=9{,}8\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}, \qquad h=0{,}30\ \text{м}.

Підставимо значення:

p_{\text{гідр}} =1000\cdot9{,}8\cdot0{,}30 =2940\ \text{Па}.

Оскільки

1000\ \text{Па}=1\ \text{кПа},

то

\boxed{p_{\text{гідр}}=2{,}94\ \text{кПа}}.

2. Обчислення тиску повітря у трубці

У першому стані трубку ще не занурено у воду, тому тиск повітря дорівнює атмосферному:

\boxed{p_1=p_{\text{атм}}=102\ \text{кПа}}.

Після занурення трубки тиск повітря збільшується на величину гідростатичного тиску:

p_2=p_{\text{атм}}+p_{\text{гідр}}.

p_2=102+2{,}94=104{,}94\ \text{кПа}.

Отже,

\boxed{p_2=104{,}94\ \text{кПа}\approx104{,}9\ \text{кПа}}.

3. Обчислення добутків тиску і висоти стовпчика повітря

Для першого стану:

p_1l_1=102\cdot1{,}00=102\ \text{кПа}\cdot\text{м}.

У порожній рядок потрібно записати:

\boxed{p_1l_1=102\cdot1{,}00=102\ \text{кПа}\cdot\text{м}}.

Для другого стану:

p_2l_2=104{,}94\cdot0{,}971.

p_2l_2=101{,}89674\ \text{кПа}\cdot\text{м}.