WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

2. В данном эксперименте в двух сосудах, соединенных трубкой, находятся разные газы, молекулы которых помечены зеленым и красным цветом. Начальные давления газов и их температуры одинаковы. Массы зеленых и красных частиц одинаковы. Мы можем визуально наблюдать взаимной диффузии газов в этой системе. Под изображением сосудов отображаются цифры и диаграммы, указывающие на концентрацию молекул каждого газа в соответствующем сосуде. После нажатия кнопки "Диаметр трубки" мы с помощью мышки можем расширять или сужать трубку, соединяющую сосуды. Кнопка "Старт" запускает эксперимент с новым диаметром трубки.

3. Скорость диффузии сильно зависит от длины свободного пробега.молекул, т.е. от среднего расстояния, которое пролетают молекулы между двумя последовательными соударениями с другими молекулами. Процесс диффузии протекает достаточно медленно, если длина свободного пробега намного меньше размеров сосуда. В компьютерном эксперименте это условие выполнить не удалось. Поэтому, чтобы процесс протекал достаточно медленно, в данном эксперименте моделируется специальный случай взаимной диффузии газов через тонкую трубку, соединяющую сосуды.

4. Сделайте оценку времени диффузии для соединительных трубок различного диаметра.

5. В процессе диффузии можно наблюдать самопроизвольное отклонение числа частиц в половинах сосуда от средних значений. Это явление называют флуктуациями. Флуктуации параметров - общее свойство всех термодинамических систем. Пронаблюдайте за флуктуациями састиц в процессе диффузии.

6. Наиболее заметны флуктуации в системах с малым числом частиц. Дождитесь установления равновесия в системе. Число частиц в обоих сосудах невелико, поэтому мы можем наблюдать флуктуации даже после установления равновесия.

7. По статистической теории, средняя флуктуация числа частиц в каждой половине сосуда Nср / равна, где Nср - среднее число частиц данного газа в половине сосуда.

2Nср 8. Относительная флуктуация равна =1/.

В нашем эксперименте Nср=, следовательно =_. Таким образом, отклонение числа частиц данного газа в половине сосуда равно в среднем *100%= %.

Работа 2.Теплоемкость идеального газа.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Термо" демонстрацию "Теплоемкость идеального газа".

2. В данной демонстрации представлен сосуд с поршнем, в котором находится 1 моль газа.

Вы можете нагреть, а затем охладить его в изобарическом или изохорическом процессах.

Переключение процессов осуществляется кнопкой "Выбор процесса" (при запуске демонстрации система находится в режиме изобарического процесса). Кнопка "Старт" запускает процесс нагревания или охлаждения, в зависимости от того в каком состоянии находится система на данный момент. В правой части экрана отображаются графики внутренней энергии газа U (зеленый), совершаемой газом работы Ар (cиний график - только для изохорического процесса, поскольку при изобарическом процессе газ работы не совершает), количества теплоты Q, полученной или отданной газом (красные линии - Qp для изобарического процесса, Qv - для изхорического). Текущее состояние системы отображается на графиках крестиками и описывается численными значениями величин в окошке под графиками. Обратите внимание на то, что изображаемая на графике величина Q представляет собой количество теплоты, полученное газом от начала процесса нагревания, а величина Q0 - количество теплоты, полученное или отданное газом на текущем интервале изменения температуры T. При одинаковом изменении температуры T количестов тепла Q различно для разных процессов, поэтому нельзя говорить о количестве теплоты, содержащемся в газе при данной температуре.

3. Запишите выражение для теплоемкости тела:

c= /_ Запишите соотношение Роберта Майера для молярных теплоемкостей cp изобаричекского и cv изохорического процессов:

R = _ 4. Определите в компьютерном эксперименте молярные теплоемкости cp и сv. Проверьте соотношение Роберта Майера.

cp=_R=_ Дж/(моль*К) cV=_R=_ Дж/(моль*К) R - _ R = 5. Определите изменения внутренней энергии газа U и работу А, совершаемую газом при изменении его температуры на T=600K в изобарическом и изохорических процессах.

Uv=_ Дж; Av= Дж Up=_ Дж; Ap= Дж Какое из написанных вами выше четырех значений подтверждает справедливость первого закона термодинамики 6. Каковы теплоемкости 1 моля газа в адиабатическом и изотермическом процессах В адиабатическом c= В изотермическом c= 7. По какой графической характеристике графика Q(T) может быть определена теплоемкость газа в данном процессе _ Работа 2.Цикл Карно.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Термо" демонстрацию "Цикл Карно".

2. В данном эксперименте можно наблюдать цикл Карно в действии состоящий из двух адиабат и двух изотерм, в котором рабочим веществом является идеальный газ. На динамической картинке схематически изображена установка для наблюдения цикла Карно.

При первом запуске демонстрации запускается автоматический режим демонстрации с многократно повторяющимся циклом. Нажав на кнопку "Шаг" вы можете перейти в пошаговый режим. Каждый последующий шаг производится повторным нажатием на эту кнопку. Вернуться в автоматический режим можно нажав кнопку "Старт". Нажав на кнопку "Температура" вы можете изменять температуру нагревателя Т1 и температуру холодильника Т2 с помощью соответствующих движков. При изменении температур можно визуально наблюдать, как будет качественно меняться график цикла в координатах p(V) и численное значение КПД. В любой момент времени состояние системы отображается на графике крестиком. На картинке разными цветами показаны разные участки цикла Карно.



3. Укажите какими цветами обозначены на графике участки, соответствующие следующим процессам:

адиабатический участок, отсутствие теплообмена цвет отвод тепла на "холодной" изотерме _ цвет подвод тепла на "горячей" изотерме _ цвет 4. Установите при каких температурах холодильника и нагревателя КПД данной установки будет наибольшим.

T1= T2= 5. Можно ли добиться большего КПД, не меняя T1 и T2 6. Руководствуясь графиком, примерно определите коэффициент сжатия газа k=vmax/vmin для цикла Карно, реализованного в данном компьютерном эксперименте.

K=_ 7. Укажите изменение (увеличение, уменьшение или постоянно) давления и объема на участках цикла Карно:

1. Q=0 процесс, давление _, объем 2. T1 процесс, давление _, объем 3. Q=0 процесс, давление _, объем 4. T2 процесс, давление _, объем обратите внимание на порядок прохождения процессов.

Работа 2.Изотермы реального газа.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Термо" демонстрацию "Изотермы реального газа".

2. В данном эксперименте вы можете наблюдать процесс изотермического сжатия реального газа. На рисунке изображен термостат с поршнем, наполненный парами воды. Правее на плоскости (P,V) красной линией отображается изотерма процесса для выбранной температуры газа Т. Там же, для сравнения, тонкой черной линией, построена изотерма идеального газа. После нажатия на кнопку "Выбор Т" с помощью соответствующего движка можно изменять значение температуры. Одновременно с изменением температуры будет изменяться график изотермы. Кнопка "Старт" запускает процесс изотермического сжатия. В любой момент времени текущее состояние системы отображается на графике крестиком. В случае, когда начинается конденсация, на дне сосуда появляется слой жидкости. После начала конденсации возрастает количество тепла, отводимого от системы. Это показывается с помощью увеличения размера стрелок у дна сосуда. Увеличение стрелки "Р" над поршнем указывает на возрастание внутреннего давления газа.

3. Горизонтальные участки на изотерме соответствуют _ системе.

Они горизонтальны, поскольку Ps зависит только от его и не зависит от.

После начала конденсации в системе не меняется.

4. Критическая температура:

У пара и жидкости одинаковая _.

Если температура выше критической, то _ не происходит.

5. Найдите с помощью эксперимента критическую изотерму для рассматриваемого газа.

Tcr= K Vcr= смPcr= *105 Па Найденные параметры соответствуют реальному веществу: 6. Проведя несколько экспериментов для разных температур постройте качественную кривую Ps(T) для данного вещества на миллиметровке или клечатой бумаге.

T Ps Обязательно отметьте на графике положение критической точки Pcr Работа 2.Испарение и конденсация.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Запустив программу, выберите раздел "Термо" демонстрацию "Испарение и конденсация".

2. Продолжим изучение фазовых переходов, рассмотренных в предыдущей работе. В данной демонстрации вы можете наблюдать процесс изотермического сжатия и расширения паров воды в некотором интервале температур вблизи точки кипения при нормальном давлении.

На рисунке изображен герметически закрытый сосуд с поршнем, в котором находятся пары воды. После нажатия кнопки "Старт" поршень начинает сжимать газ, через некоторое время начнется процесс конденсации и на дне сосуда появится жидкость. Для наглядности процесс жидкой фазы на рисунке значительно увеличен. Если на момент нажатия кнопки "Старт" газ сжат, то начнется обратный процесс расширения. После начала конденсации увеличивается количество тепла, отводимого от системы. Это обозначается увеличением размера красных стрелок у дна сосуда. Увеличение размера желтой стрелки, приложенной к поршню, соответствует увеличению внутреннего давления газа. Справа от сосуда отображается график зависимости между объемом и давлением. Текущее состояние системы отображается на гарфике крестиком и описывается численными значениями объема и давления. С помощью кнопки "Выбор Т" и соответствующего движка можно производить изменение температуры процесса T.

3. Может ли жидкость закипеть в герметически закрытом сосуде _ 4. Каким участком графика определяется давление насыщенного пара PS при заданной температуре _ 5. Давайте по данным компьютерного эксперимента построим кривую равновесия PS(T) для паров воды, применяемых в данном эксперименте.

Для этого нужно заполнить таблицу для разных значений температуры.

T, K PS, Па По этой таблице можно построим требуемую графическую зависимость на миллиметровке или клечатой бумаге.

6. Определите по построенному графику внешнее давление, если температура кипения воды составляет не 100°С, как обычно, а:

Вариант 1: 120°С Вариант 2: 130°С Вариант 3: 115°С p= Па Работа 3.Электрическое поле.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Электричество", демонстрацию "Электрическое поле".

2. В данной демонстрации мы с вами сможем наблюдать картины силовых линий электрического поля и эквипотенциальных поверхностей для различных конфигураций зарядов. При запуске эксперимента вы увидите меню, состоящее из шести кнопок, соответствующих различным конфигурациям зарядов. Средства управления во всех шести экспериментах схожи между собой. Слева на экране изображена полоса прокрутки, которая позволяет изменять величину и знак заряда (зарядов). Нажав на кнопку "Силовые линии", мы сможем увидеть на экране силовые линии, соответствующие выбранной конфигурации заряда. Кнопка "Эквипотенциальные линии" позволяет наблюдать на экране эквипотенциальные линии. Нажав на кнопку "Возврат", можно вернуться в меню выбора конфигурации зарядов.





3. Просмотрите по очереди все шесть конфигураций зарядов и с помощью экспериментальных изменений величины зарядов ответьте на следующие вопросы (нужно подчеркнуть правильный(-ые) ответ).

а) Количество силовых линий прямопропорционально обратно пропорционально не зависит от величины заряда.

б) Силовые линии электрического поля всегда иногда никогда не перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.

в) силовые линии электрического поля начинаются в положительных зарядах отрицательных зарядах бесконечности и заканчиваются в положительных зарядах отрицательных зарядах бесконечности г) картина эквипотенциальных поверхностей в данной программе неполно полно отражает конфигурацию электрического поля.

Почему Работа 3.Конструктор конденсаторов.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Электричество", демонстрацию "Конструктор конденсаторов".

2. Данная демонстрация позволяет сконструировать различные электрические схемы, состоящие из конденсаторов и проводников. Сборка схемы производится на клечатом поле.

Для того, чтобы установить конденсатор, нужно нажать клавишу с его изображением, навести курсор на нужную клетку и нажать: правую клавишу мышки - для вертикальной или левую клавишу - для горизонтальной ориентации конденсатора. Для того, чтобы изменить численное значение емкости конденсатора, нужно навести на него курсор (при нажатой кнопке "Конденсатор") и нажать левую кнопку мыши. Для того, чтобы проложить проводник на любое расстояние между двумя клетками нужно нажать соответствующую кнопку с изображением проводника, навести курсор на клетку, где должен начинаться проводник и нажать левую клавишу мыши, затем навести курсор на клетку, где должен кончаться проводник и нажать правую клавишу мыши. Для того, чтобы удалить ненужный элемент (проводник или конденсатор), нужно нажать кнопку "Удалить" на экране компьютера, затем навести курсор на удаляемы элемент и нажать левую клавишу мыши. Для того, чтобы измерить емкость между двумя точками схемы, нужно нажать кнопку "Измерить", навести курсор на первую точку схемы и нажать левую кнопку мыши (эта точка обозначится желтой стрелкой), затем навести курсор на вторую точку схемы и нажать правую кнопку мыши (эта точка обозначится синей стрелкой), после этого нужно снова нажать кнопку "Измерить" и на экран выведется окно с численным значением емкости или сообщение об ошибке, если вы сделали что-либо не так. Обратите внимание на то, что клеммы не должны быть соединены с проводником, их нужно подсоединять напрямую к контактам конденсаторов.

3. Составьте схему из трех параллельно соединенных конденсаторов и расчитайте их общую емкость. Проверьте результат на компьютере.

Вариант 1: c1=1 мкФ, с2=5 мкФ, с3=9 мкФ Вариант 2: с1=5 мкФ, с2=4 мкФ, с3=8 мкФ Вариант 3: с1=3 мкФ, с2=7 мкФ, с3=2 мкФ Расчет:

Расчетное значение: _ Результат эксперимента: _ 4. Повторите пункт 3 с последовательным соединением конденсаторов, указанных для вашего варианта.

Расчет:

Расчетное значение: _ Результат эксперимента: 5. У вас на руках есть три конденсатора с емкостями: c1=6 мкФ, с2=9 мкФ и с3=3 мкФ.

Экспериментально установите как нужно соединить конденсаторы, если требуется получить общуюю емкость c=2.5 мкФ.

Схема соединения:

Работа 3.Закон Ома.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Электричество", демонстрацию "Закон Ома".

2. В данном эксперименте мы с вами сможем убедиться в справедливости закона Ома.

Установка состоит из баиареи питания, ключа, реостата. Параллельно реостату в цепь включен вольтметр, а последовательно амперметр. В правом верхнем углу экрана построен график зависимости тока от сопротивления. Текущее состояние системы обозначено на графике синей точкой. При запуске демонстрации автоматически включается демонстрационный режим, в котором перемещение движка реостата и включение-выключение ключа происходит автоматически без вмешательства оператора.

Для того, чтобы перейти в ручной режим, нужно нажать кнопку "Ручной". В ручном режиме для переключения ключа в другое положение, нужно навести на него курсор и нажать на левую клавишу мышки. Для того, чтобы передвинуть движок реостата, нужно навести курсор на изображение обмотки реостата (вид курсора изменится). Если курсор перемещать по горизонтали в рамках изображения обмотки, то за ним поползет движок реостата. Обратите внимание на то, что после изменения сопротивления реостата следует выждать некоторое время, чтобы установились указания прибора. Вернуться в демонстрационный режим можно нажав кнопку "Демо".

3. Пользуясь законом Ома, определите в компьютерном эксперименте минимальное и максимальное значение сопротивления реостата.

Результаты эксперимента:

Минимальное положение: I=; U=_;

Максимальное положение: I=; U=_;

Формула закона Ома:

Расчеты:

Ваш ответ:

Минимальное значение R=;

Максимальное значение R=;

4. На основании выполненного в пункте 3 эксперимента, что вы можете сказать о величине внутреннего сопротивления r батареи r<>R o Показания какого прибора позволили вам сделать такой вывод Показания, потому что они.

Работа 3.Конструктор резисторов.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Электричество", демонстрацию "Конструктор резисторов".

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.