Як визначити щільність повітря

Зміст

Як визначити щільність повітря

Кожному школяреві доводиться виконувати лабораторну роботу з фізики, мета якої - визначити щільність повітря. Робота складається з двох частин: експериментальної та розрахункової. У ході першої з них ви зберете вихідні дані, а в ході другої - обчисліть шуканий результат.

Інструкція

Рівень складності: Нескладно

1 крок

Як визначити щільність повітря

Перед початком роботи вам видадуть порожнистий твердий куля, вакуумний насос і ваги. І вже можна проводити перший вимір. Відкриваємо вентиль на кулі, якщо цього не було зроблено раніше, щоб тиск повітря в ньому зрівнялося з атмосферним. Зважуємо кулю і дізнаємося його масу разом з вентилем. Записуємо її. Далі знімаємо куля з терезів і підключаємо до вакуумного насоса. Починаємо відкачувати повітря. З насосом потрібно звертатися обережно: варто зробити розрідження занадто великим, і куля трісне. Вчитель фізики сам підкаже вам, коли припиняти відкачувати. Хоча щільність залишився в кулі повітря більше нуля, її можна для спрощення розрахунків прийняти за нульову. Тепер закриваємо вентиль, і лише після цього від'єднуємо шланг насоса, інакше ви зважите і цей шланг. Знову зважуємо куля разом з вентилем. Результат теж записуємо.

2 крок

Як визначити щільність повітря



Знімаємо куля з ваг, відкриваємо вентиль, щоб розрядження в кулі більше не було - так потрібно для безпеки. Зовнішній діаметр кулі вимірюємо або записуємо зі слів учителя. З його ж слів записуємо і товщину стінок кулі. На цьому експериментальна частина закінчена. Все обладнання можна повернути і приступати до розрахунків.

3 крок

Як визначити щільність повітря

Починати розрахунки слід з перекладу результатів вимірювання маси в кілограми, діаметра і товщини - в метри. Тепер обчислюємо об'єм кулі. Спочатку з зовнішнього діаметра кулі віднімаємо подвоєну товщину стінок. Отримуємо діаметр внутрішньої порожнини кулі. Ділимо його надвоє, щоб вийшов радіус. Тепер можна обчислити об'єм кулі в кубометрах за формулою: V = (4/3)? (R ^ 3). Далі працюємо з результатами вимірювання маси. Перший з них висловлюємо масу тільки кулі і вентиля, а другий - отриманий в умовах дії на кулю виштовхує сили, і має менше значення. Маса повітря, що виштовхує кулю після відкачування, дорівнює масі повітря, що знаходився в ньому до відкачування. Маси ж кулі і вентиля залишилися незмінними. А це означає, що, вирахувавши з першого результату другий, ви отримаєте масу повітря в кулі до відкачування. Залишилося поділити результат віднімання на об'єм кулі - і вийде щільність повітря, виражена в кілограмах на кубометр. Учитель може також спростити або ускладнити роботу, давши завдання врахувати ненулевую щільність повітря після відкачування, або розрахувати похибки вимірювань і результату.







» » Як визначити щільність повітря