ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ГЕЙ-ЛЮССАКА.

Оборудование: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8—10 мм; цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диамет­ром 40—50 мм, наполненный горячей водой (t ~ 60 °С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин, термометр, линейка.

Теоретическая часть работы:

Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно изме­рить объем и температуру газа в двух состояниях при по­стоянном давлении и проверить справедливость равенства . Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении.

Стеклянная трубка открытым концом вверх помеща­ется на 3—5 мин в цилиндрический сосуд с горячей во­дой (рис. а). В этом случае объем воздуха V₁ равен объему стеклянной трубки, а температура — температу­ре горячей воды Т₁. Это — первое состояние. Чтобы при

переходе воздуха в следующее состояние его количество не изменилось, открытый конец стеклянной трубки, на­ходящейся в горячей воде, замазывают пластилином. По­сле этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой ком­натной температуры (рис. б), а затем прямо под во­дой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После прекраще­ния подъема воды в трубке (рис. в) объем воздуха в ней станет равным V₂< V₁, а давление p=p_aтм—pgh. Что­бы давление воздуха в трубке вновь стало равным атмосферному, необходимо увеличивать глубину погружения трубки в стакан до тех пор, пока уровни воды в трубке и в стакане не выровняются (рис. г). Это будет вто­рое состояние воздуха в трубке при температуре T₂ окру­жающего воздуха. Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отноше­нием высот воздушных столбов в трубке в этих состоя­ниях, если сечение трубки постоянно по всей длине

Поэтому в работе следует сравнить отношения. Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура — термометром.

Подготовка к проведению работы

1. Подготовьте бланк отчета с таблицей (см. табли­цу) для записи результатов измерений и вычислений

Таблица

Измерено	Вычислено
l1, мм	l2, мм	t1, °С	t2, °С	Δ иl, мм	Δ оl, мм	Δ l, мм	Т1, К	Т1, К	Δ иТ, К	Δ оТ, К
Вычислено
Δ Т, К	l1/l2	ε 1, %	Δ 1	T1/T2	ε 2, %	Δ 2

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте длину l₁ стеклянной трубки и температу­ру воды в цилиндрическом сосуде.

2. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано выше. Измерьте длину 1₂ воздушно­го столба в трубке и температуру окружающего воздуха Т₂.

3. Вычислите отношения l₁/l₂ и T₁/T₂, относительные (ε ₁ и ε ₂₎ и абсолютные (Δ ₁ и Δ ₂) погрешности измерений этих отношений по формулам

4. Сравните отношения l₁/l₂ и T₁/T₂.

5. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

Контрольные вопросы

1. Почему после погружения стеклянной трубки в ста­кан с водой комнатной температуры и после снятия пла­стилина вода в трубке поднимается?

2. Почему при равенстве уровней воды в стакане и в трубке давление воздуха в трубке равно атмосферному?

 

Практическая работа № 12.

Изучение закона радиоактивного распада

Цель: Экспериментальным путем доказать существование статистической основы радиоактивного распада

Теоретическая часть работы

Радиоактивный распад подчиняется закону ,

Где N-число нераспавшихся ядер в момент времени t,

N₀ – число ядер в начальный момент времени,

Т – период полураспада.

Согласно данному закону за любой интервал времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов (за период полураспада - половина атомов). Значит, с течением времени скорость полураспада нисколько не изменяется. Так, атомы радона возникающие при распаде радия имеют одинаковые шансы претерпеть радиоактивный распад как сражу же после своего образования, так и спустя 10 минут после этого. Для радиоактивных ядер не существует понятия возраста, для них можно определить лишь среднее время жизни. Конкретный смысл имеют только утверждения о поведении в среднем большой совокупности атомов, распадающихся за определенный интервал времени. Закон радиоактивного распада является статистическим. Так как в этом законе рассматривается всего два события «распался» и «не распался», то при помощи любых равновероятных событий можно проверить его справедливость. Возьмем два равновероятных события – выпадение «орла» или «решки» - и проверим закон радиоактивного распада с точки зрения статистики.

Оборудование: Коробка и монеты одного достоинства в количестве 128 штук

Ход работы

1. Поместить в коробок монеты (128 штук), встряхнуть их и высыпать на стол с некоторой высоты.

2. Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх – «орёл» («распавшиеся ядра»), положить в сторону, а остальные – «решка» («нераспавшиеся») вновь поместить в коробок, встряхнуть и также высыпать.

3. Убрать монеты, выпавшие тыльной стороной и опять оставшиеся положить в коробок.

4. Совершить от 5 до 15 бросаний. По результатам опыта заполнить таблицу.

5. Повторите измерения 3 раза.

6. Построить график зависимости числа N монет, не выпавших тыльной стороной, от номера X выбрасывания. Соединить точки плавной кривой и сравнить полученную вероятностную кривую с данной кривой радиоактивного распада

Таблица. Результаты измерений и вычислений

Число бросков	1 серия бросков	2 серия бросков	3 серия бросков
Выпавшие «решкой» (N)	Выпавшие «орлом» (N0-N)	Выпавшие «решкой» (N)	Выпавшие «орлом» (N0-N)	Выпавшие «решкой» (N)	Выпавшие «орлом» (N0-N)

По результатам работы сделайте вывод:

1. Запишите формулу для радиоактивного распада.

2. Сделайте вывод о том, соответствует ли график «зависимости выпадения «орлом» от числа бросков» кривой радиоактивного распада.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: