 |
Методика и порядок измерений
|
|
|
|
Внимательно рассмотрите рисунок. Зарисуйте необходимое в конспект.
Обратите внимание на 2 системы частиц, находящихся в начальный момент в левом (красные) и в правом (зеленые) объемах. Они абсолютно упруго сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. Количество частиц N0 каждой компоненты равно 100 и данная система является хорошей “механической” моделью идеального газа.
Нажмите мышью кнопку «Старт» во внутреннем окне экрана.
В процессе исследований можно останавливать движение всех молекул (при нажатии кнопки «½½» сверху во внешнем окне) и получать как бы “мгновенные фотографии”. Для продолжения наблюдений надо нажать кнопку «uu», расположенную сверху во внешнем окне. Количество частиц подсчитывается автоматически и высвечивается над соответствующими столбиками. Для установки нового диаметра трубки надо нажать «uu»сверху во внешнем окне и кнопки «Старт» и «Выбор» внизу во внутреннем окне.
Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.
ИЗМЕРЕНИЯ:
ЭКСПЕРИМЕНТ. Исследование диффузии частиц через тонкую трубку, соединяющую два объема.
Нажмите кнопку <СТАРТ> и через Dt секунд после начала процесса нажмите кнопки «½½» сверху во внешнем окне. Результат запишите в таблицу 2. Нажмите кнопку «uu». Через Dt секунд, нажав «½½», получите еще одну “мгновенную фотографию” и запишите количество частиц.
Закончив измерения с данной трубкой, установите второе значение диаметра соединительной трубки d2 из табл.1 и повторите измерения, записывая результат в таблицу 3, аналогичную табл.2.
ТАБЛИЦА 1. Значения диаметров соединительной трубки, длительности промежутка измерения и сорта частиц.
|
|
|
| Бригада | ||||||||
| d1, мм | ||||||||
| d2, мм | ||||||||
| Dt, с | ||||||||
| Сорт | красн | зелен | красн | зелен | красн | зелен | красн | зелен |
| Объем | справа | слева | справа | слева | справа | слева | справа | слева |
ОБРАЗЕЦ ТАБЛИЦ 2,3 для записи результатов:
| t[с]= | Dt | 2Dt | 3Dt | 4Dt | 5Dt | 6Dt | 7Dt | 8Dt | 9Dt | 10Dt |
| N(t)= | ||||||||||
| ||||||||||
|
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:
Вычислите и запишите в таблицы все указанные значения.
Постройте на одном рисунке графики экспериментальных зависимостей
- = f(t) и, используя формулу D = 
, определите по графикам коэффициенты диффузии для каждого отверстия. Длину отверстия Lотв измерьте линейкой на экране монитора, объем сосуда V = 20 см3.
Найдите среднее значение коэффициента диффузии и, используя соотношение 
, найдите среднюю скорость теплового движения vср частиц (lср = 2 см).
Сделайте выводы по графику и ответу. В выводе по ответу сравните полученное экспериментально значение vср с величиной скорости, оцененной «на глаз».
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Что происходит с макросистемой при нарушении равновесия?
2. Дайте определение явления переноса.
3. Назовите примеры явлений переноса.
4. Дайте определение явления диффузии.
5. Чем обусловлена диффузия?
6. В чем проявляется диффузия?
7. Какая диффузия называется одномерной?
8. Что такое самодиффузия?
9. Напишите уравнение одномерной диффузии для двухкомпонентной системы газов.
10. Каков физический смысл коэффициента диффузии.
11. Что такое плотность тела?
12. Что такое концентрация молекул (частиц)?
13. Дайте определение градиента плотности в общем случае.
14. Напишите формулу для градиента плотности, если она меняется только вдоль оси ОХ.
|
|
|
15. Напишите формулу для градиента плотности, если она меняется только вдоль оси ОY.
16. Напишите формулу для градиента плотности, если она меняется только вдоль оси ОZ.
17. Напишите формулу для градиента плотности, если она меняется вдоль осей ОХ и OY.
18. Что такое длина свободного пробега частицы?
19. Что такое эффективный диаметр и эффективное сечение частицы?
20. Какое уравнение связывает среднюю скорость с коэффициентом диффузии?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4_4
|
|
|
