1. Включить установку тумблером «Сеть».
2. Провести пробные включения цифрового секундомера. Для этого нажатием первой клавиши «MODE» перевести секундомер в режим работы, при котором наблюдается мигание надписей «SUN», «FRI», «SAT» в верхней части табло секундомера. После этого все цифровые индикаторы должны высвечивать цифру нуль.
3. Нажатием третьей клавиши «DATE /UP» запустить секундомер и, спустя малое время, нажатием той же клавиши остановить его.
4. Нажав вторую клавишу «AL-T /SET», обнулить показание секундомера.
5. Подготовить таблицу для записи результатов измерений (см. таблицу 1). Диапазон измерений секундомера 0–29 мин 59,99 с, температуры – 0–100 0С.
Атмосферное давление: P0 =
Температура воздуха в лаборатории: Т =
Таблица 1
№ изм. | n, дел. | h, м | τ, с |
1 | |||
2 | |||
3 | |||
4 | |||
5 |
6. Повернуть тубус микроскопа «на себя» и установить его в положение, удобное для работы.
7. Отрегулировать яркость подсветки ручкой «Подсветка капилляра» на блоке приборов.
8. При помощи регулировочного винта добиться четкого изображения края капилляра. Установить край капилляра на нулевое деление шкалы микроскопа.
9. Вращая гайку перемещения узла капилляра, найти положение мениска воды. Сфокусировать микроскоп на мениске.
10. Наблюдать изменение уровня воды в трубке по движению мениска вдоль шкалы микроскопа. При достижении вершиной мениска большого деления шкалы измерить расстояние от края трубки до вершины мениска воды по шкале микроскопа в делениях (n) и в метрах (h), занести значения в таблицу 1. Данным значениям n и h соответствует начало отсчета времени: τ = 0. Включить секундомер.
11. Измерить время τ, за которое мениск смещается на n = 5 малых делений шкалы микроскопа. Записать значения n и τ в таблицу 1. Не обнуляя секундомер, продолжать измерения.
12. Сделать 5 измерений положения мениска. При выходе изображения мениска из поля зрения необходимо вращением гайки измерителя вернуть мениск в поле зрения.
13. Измерить температуру воздуха в рабочем элементе.
14. Установить регулятор подсветки капилляра в положение минимальной яркости, после чего выключить установку тумблером «Сеть».
VI. Обработка результатов измерений.
1. По данным таблицы 1 построить график n = f(τ), откладывая по оси ординат число делений n окулярной шкалы микроскопа, а по оси абсцисс – время τ. По нанесенным опытным точкам провести усредненную прямую и по ее наклону определить среднее значение Δn/Δτ. Умножая эту величину на цену деления окулярной шкалы, найти среднее значение скорости испарения жидкости из капилляра Δh/Δτ. Также по данным таблицы 1 определить среднее значение h.
2. Определить относительную влажность воздуха φ в аудитории по показаниям психрометра и таблице 2.
3. Давление насыщенного водяного пара определить из таблицы 3, где приведена зависимость давления Рн и плотности ρ насыщенного водяного пара от температуры, а давление водяного пара Р1 возле открытого конца трубки найти по значению относительной влажности φ (в процентах) в помещении лаборатории:
.
3. Используя найденные средние значения h и Δh/Δτ, по формуле (8) вычислить коэффициент взаимной диффузии воздуха и водяного пара, учитывая, что плотность воды ρж = 103 кг/м3, молярная масса воды M = 18 г/моль.
Таблица 2
Психрометрическая таблица относительной влажности воздуха
Показания сухого термо-метра, 0С | Разность показаний сухого и влажного термометров, 0С | ||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
12 | 100 | 89 | 78 | 68 | 57 | 48 | 38 | 29 | 20 | 11 | - |
14 | 100 | 90 | 79 | 70 | 60 | 51 | 42 | 33 | 25 | 17 | 9 |
16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 | 22 | 15 |
18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 56 | 48 | 41 | 34 | 26 | 20 |
20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 | 30 | 24 |
22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 | 34 | 28 |
24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 | 37 | 31 |
26 | 100 | 92 | 85 | 78 | 71 | 64 | 58 | 50 | 45 | 40 | 34 |
28 | 100 | 93 | 85 | 78 | 72 | 65 | 59 | 53 | 48 | 42 | 37 |
30 | 100 | 93 | 86 | 79 | 73 | 67 | 61 | 55 | 50 | 44 | 39 |
Таблица 3
Зависимость давления Рн и плотности ρ насыщенного водяного пара
От температуры
t, 0С | Рн, кПа | ρ, 10-3, кг/м3 | t, 0С | Рн, кПа | ρ, 10-3, кг/м3 |
15 | 1,704 | 12,84 | 21 | 2,486 | 18,35 |
16 | 1,817 | 13,65 | 22 | 2,642 | 19,44 |
17 | 1,937 | 14,50 | 23 | 2,809 | 20,60 |
18 | 2,062 | 15,39 | 24 | 2,984 | 21,81 |
19 | 2,196 | 16,32 | 25 | 3,168 | 23,07 |
20 | 2,337 | 17,32 | 26 | 3,361 | 24,40 |
Контрольные вопросы
1. В чем заключается явление диффузии? Какая физическая величина переносится при диффузии?
2. Напишите формулу закона Фика и объясните физический смысл коэффициента диффузии.
3. Какое явление называется испарением жидкости? Как влияет состояние динамического равновесия жидкости и ее пара на процесс испарения жидкости?
4. Какой пар называется насыщенным? Что такое плотность насыщенного пара?
5. Что такое парциальное давление? Как можно определить давление смеси газов?
6. Что такое относительная влажность? Как можно измерить эту величину?
7. В чем заключается метод определения коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара по скорости испарения жидкости из капилляра?
8. Объясните, почему скорость диффузии много меньше тепловой скорости молекул.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 219.