Лабораторна робота Тема: «ВИМІРЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ»

                                      Міністерство освіти і науки України

        «Лисичанська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №26»

Учитель фізики та інформатики Довгань Галина Іванівна

Лабораторна робота

Тема: Інструктаж з БЖД. «ВИМІРЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ»

Мета роботи: у процесі дослідницької діяльності закріпити знання про фізичні величини: тиск, температуру, об'єм, масу, та атмосферний тиск.

Освітня. Використовуючи ізотермічний процес розширення чи стиснення повітря визначити атмосферний тиск. Дослідити як змінюється об’єм певної маси газу за сталої температури зі зміною тиску.

Розвиваюча. Розвивати практичні навички визначення об’єму газу, тиску, предметну компетентність.

Виховна. Виховувати увагу, охайність при проведенні дослідження.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Очікувані результати: учні повинні вміти з’ясувувати зв’язок між фізичними величинами.

Прилади і матеріали: дві скляні трубки, довжиною біля 50 см кожна, з’єднані гумовою трубкою, гумовий корок з діаметром, рівним діаметру трубки, штативи, рулетка, вода, барометр.

Теоретичні відомості

Ізотермічним процесом називають процес в газі, при якому, не змінюється температура.

Якщо при цьому не змінюється також і маса газу, то процес описується законом Бойля – Маріотта:

Для даної маси газу при сталій температурі добуток тиску на об’єм є величина стала: p1V1  p2V2 . (1)

В даній роботі ізотермічний процес здійснюється з повітрям, що міститься в скляній трубці між поверхнею води і гумовим корком.

 1. Скляні трубки, з’єднані гумою, заповнюються водою і закріплюються на штативах.

Трубка зліва закривається корком;  вимірюється довжина стовпа повітря l1.

тиск цього повітря дорівнює атмосферному p1=pa.

2.Потім штатив з правою трубкою опускається якомога нижче, і вимірюється довжина повітряного стовпа в лівій трубці l2. Розширення повітря можна вважати ізотермічним; тиск повітря в трубці зменшується на величину гідростатичного тиску p = ρgh, тобто стає рівним: p2 = pa - p = pa - ρgh.

3.Об’єм повітря в трубці дорівнює добутку площі поперечного перерізу

трубки S на довжину стовпа l: V1 = S·l1, V2 = S·l2.

Вирази для p1, p2, V1, V2 підставимо в (1):

pa·S·l1=(pa - ρgh)·S·l2                              (2)

Поділимо ліву і праву частину (2) на S, розкриємо дужки і розв’яжемо

одержане рівняння відносно pa: pal1 = pal2 - ρghl2; pa(l2 - l1) = ρghl2;

Одержаний вираз і є розрахунковою формулою в даній роботі.

Хід роботи

1. Переміщуючи трубки в штативах, встановіть їх так, як показано на

 Довжина повітряного стовпа l1 повинна бути рівна 30  40 см. Закрийте

ліву трубку корком і виміряйте довжину l1.

2. Опустіть праву трубку приблизно на 1 м. (Для цього можна опустити

штатив з трубкою на підлогу). Виміряйте l2 і h. Для підвищення точності

вимірювань h трубки слід розташувати одну під другою, на одній вертикалі.

3.Розрахуйте атмосферний тиск. Густина води ρ = 1000 м³/кг ,

прискорення вільного падіння g = 9,8 м/с^2/. Порівняйте одержане значення з показами барометра. Зробіть висновок.

4. Результати вимірювань і обчислень зручно подати у вигляді таблиці :

Зробіть табицю( № п/п l1, м l2, м h, м pa, Па рб, Па).

5. Дослід повторіть з іншим значенням l1.

Додаткове завдання:Запропонуйте свій дослід.

Контрольні запитання:Сформулюйте закони ідеальних газів:

1.  закон Бойля-Маріотта, закон Гей-Люссака,  закон Шарля.

2. Накресліть графіки ізопроцесів в осях PV, PT, VT.

3. Чи можливий дослід Торрічеллі з використанням води замість ртуті?

Домашнеє завдання: Написати фізичний твір «Особливості атмосферного тиску».