Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Измерение давления газа манометрами.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Методические указания

и практические задания

по физике для студентов 1 курса

специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»,

140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям),

150102 «Металлургия цветных металлов»,

190604 «Техническая эксплуатация и ремонт автомобильного транспорта»

2009

Методические указания

составлены в соответствии

с рабочей

программой

по физике

преподавателем дисциплины

Сорочан М. В.

«Рассмотрено» на методическом совете Протокол №____от__________ Председатель_______________ _________________200__г.

«Утверждено» Зам. директора по УР ГОУ СПО «СПТ» ______________________

«Рассмотрено»

на заседании ПЦК

Протокол №____от__________

Председатель_______________

Рецензенты:

Содержание

1. Давление воздуха и пара 2. Измерение давления газа манометрами 3. Мензурки 4. Гидравлический пресс 5. Взаимодействие электрических зарядов 6. Постоянный ток 7. Тепловое и химическое действие тока 8. Колебательное движение маятника 9. Графики напряжения переменного тока 10. Работа и мощность переменного тока

4 10 15 21 25 29 33 38 43 48

Давление воздуха и пара

Методические указания:

На правом рисунке карточки изображен барометр-анероид, показывающий истинное атмосферное давление, на левом — барометрическая трубка с ртутью, в которую после получения вакуума было пущено некоторое количество воды. Часть этой воды образовала над ртутью насыщающие водяные пары. О наличии этих паров можно судить по присутствию некоторого количества воды над поверхностью ртути и по соответствующему снижению уровня ртути вследствие давления водяных паров.

Для определения силы давления атмосферного воздуха на площадку, воспользуйтесь формулой, определяющий физический смысл давления.

Давление насыщающих водяных паров над ртутью определяем по разнице между атмосферным давлением и разностью гидростатических давлений столбиков ртути в барометрической трубке.

Давление водяных паров в воздухе с учетом относительной влажности 50% определить по формуле

Р _{водяных паров}= Р _{насыщенных паров} *50%

Давление сухого воздуха определите из разницы атмосферного давления водяных паров.

Изучите тему «Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы.» по учебнику В.Ф. Дмитриева, М.2004 г. §3.5

Ответьте на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы барометра-анероида.

2. Какое давление указывает этот барометр?

3. Вычислите силу давление атмосферного воздуха на площадку, размер которой указан в карточке.

4. Какова разность гидростатических давлений столбиков ртути в барометрической трубке в мм рт. ст.?

5. Вычислите давление насыщающих водяных паров над ртутью в барометрической трубке.

6. Определите по таблицам или графикам температуру насыщающих паров и окружающего воздуха.

7. Вычислите давление водяных паров в воздухе, если относительная влажность в атмосфере 50%.

8. Каково давление сухого атмосферного воздуха?

9. Определите точку росы.

Графики, изображающие зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры.

Мензурки

Методические указания:

На левой части карточки изображены измерительные цилиндры (мензурки), в которых находится определенный объем керосина.

На правой дано изображение той же мензурки с погруженным в керосин телом.

Тело пред погружением имело температуру 100⁰С. На карточках указана масса стеклянной мензурки и род вещества, из которого сделано тело.

Для выполнения задания 6 запишите уравнение теплового баланса с учетом рассеивания энергии, составляющее 10%, массу мензурки.

90%Q = Q₁ + Q₂

Q — количество теплоты отдает тело;

Q₁ — количество теплоты идет на нагрев тела;

Q₂ — количество теплоты идет на нагрев мензурки.

Количество теплоты, которое может выделяется при полном сгорании керосина рассчитать с учетом удельной теплоты сгорания топлива (керосин 46 мДж/кг)

Q=q*m

Для выполнения 8 задания составьте уравнение теплового баланса с учетом КПД установки 40%, и насыщения воды 5%.

40%Q = Q₁ + 5% Q₂

Q — количество теплоты выделяет керосин;

Q₁ — нагрев воды от 20⁰ до 100⁰С;

Q₂ — испарение воды при температуре 100⁰С.

При выполнении 9 задания составить уравнение теплового баланса с учетом КПД нагревателя 40%. Нагрев олова, взятого при температуре 20⁰С, его плавление, и нагрев до 270⁰С. Удельную теплоемкость смотреть в таблице «Тепловые свойства веществ». 1 калория (1 калл = 4,2 Дж).

При расчете мощности работы эл. двигателя надо учесть КПД:

N*η = A/t A=Q

А — работа электродвигателя;

Q — количество теплоты выделяющееся при сгорании топлива.

При удерживании тела внутри керосина в состоянии покоя, надо рассмотреть силы действующие на тело, начертить чертеж.

Ответить на вопросы:

1. Цена деления шкалы мензурки.

2. Определите объем керосина в мензурке.

3. Каков объем тела, опущенного в керосин?

4. Вычислите массу керосина в мензурке.

5. Вычислите массу тела (род вещества указан в карточке).

6. Какую температуру будут иметь оба вещества после погружения тела в жидкость, если керосин имел 20⁰С, а тело 100⁰С? (Учесть массу мензурки и рассеивания энергии, составляющей 10% от того количества теплоты, которое передается твердым телом).

7. Какое количество теплоты может выделится при полном сгорании керосина?

8. Сколько воды от 20 до 100⁰С может нагреть этим керосином в установке КПД 40%, если при этом нагревании 5% воды испаряется?

9. Какое количество олова, взятого при 20⁰С, можно расплавить и нагреть до 270⁰С, сжигая данное количество керосина при КПД нагревателя 40%? (Полагать удельную теплоемкость в твердом и жидком состоянии одинаковой.)

10. На сколько времени хватит данного в мензурке керосина для беспрерывной работы двигателя дизеля мощностью 20 кВт, если его КПД 25%?

11. Что покажет динамометр, удерживающий данное тело в середине керосина? (Принимать g = 10м/сек².)

12. Вычислите показания динамометра при движении всей системы вверх с постоянным ускорением 4 м/сек².

13. Вычислите показания динамометра при движении всей системы вниз с постоянным ускорением 4 м/сек².

14. Что покажет динамометр в состоянии невесомости:

15. а) при покое или равномерном движении всей системы относительно корпуса космического корабля;

16. б) при движении с ускорением 4 м/сек² вдоль линии тело — динамометр?

17. Чему равны силы тяжести и вес тела, опущенного в керосин на космическом корабле, движущемся по орбите вокруг Земли на расстоянии 300 км?

Плотность вещества

Твердые тела, 10³кг/м³
алюминий	2,7	олово	7,3
германий	5,4	свинец	11,3
кремний	2,4	серебро	10,5
лед	0,9	сталь	7,8
медь	8,9	хром	7,2
нихром	8,4	пробка	0,2
фарфор	2,3	мрамор	2,7
стекло	2,5	золото	19,3
латунь	8,5
Жидкости, 10³кг/м³
бензин	0,70	нефть	0,80
вода	1,0	ртуть	13,6
керосин	0,8	спирт	0,79

Твердые свойства веществ

Твердые тела

Вещества

Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)

Температура плавления, ⁰С

Удельная теплота плавления, кДж/кг

золото

0,13

1064

алюминий

0,88

660

380

лед

2,1

330

медь

0,38

1083

180

олово

0,23

232

свинец

0,13

327

серебро

0,23

960

сталь

0,46

1400

фарфор

0,76

стекло

0,84

латунь

0,38

1000

пробка

2,1

мрамор

0,88

Жидкости*

вода

4,19

100

2,3

ртуть

0,12

357

0,29

спирт

2,4

0,85

керосин

2,1

* - При нормальном давлении

Гидравлический пресс.

Методические указания:

На карточке изображена принципиальная схема гидравлического пресса манометр измеряет давление масла. Это давление вызывается действием силы F на конец рукоятки рычага, движущего малый поршень вниз. Такое же давление передается на большой поршень, который сжимает брусок высотой 10 см. Площадь сечения этого бруска и материал, из которого сделан брусок, указаны на карточке.

По напряжению, возникающему, в бруске при деформации сжатия, можно найти то изменение, температуры, при котором брусок получит такое же уменьшение длины, какое он получил при данной деформации на гидравлическом прессе.

Силу, действующую на малый и большой поршень, вычислить из определения давления напряжение сжатия в бруске:

; .

Величину относительного сжатия вычислить из определения напряжения: ;

Величина абсолютного сжатия: ∆ l; мм

Изменение температуры, вызывающее такое же укорачивание стержня:

; ∆t=?

При расчетах использовать таблицу:

Материал	Модуль упругости Е, Н/мм²	Коэффициент линейного расширения β, град^-1
Сталь Медь Латунь Алюминий	2110⁴ 1010⁴ 1110⁴ 710⁴	1210^-6 1710^-6 1910^-6 2610^-6

Ответить на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы манометра.

2. Каково давление масла?

3. Вычислите силы, действующие: а) на малый поршень; б) на большой поршень; в) на рукоятку рычага.

4. Вычислите напряжение сжатия в бруске.

5. Какова величина относительного сжатия, вызванного этим напряжением?

6. На сколько миллиметров укоротилась длина бруска (l ₀=10 см) под этим напряжением?

7. Какое изменение температуры даст такое же укорачивание?

Постоянный ток

Методические указания:

На карточке изображена схема электрической цепи для питания электрической лампы через реостат от батарейки аккумуляторов. Сопротивление лампы и реостата указаны на схеме, а измерительные приборы показывают силу тока в цепи и напряжение на полюсах батареи при замкнутом ключе.

Для выполнения задания используйте знание закона Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи. Площадь поперечного сечения проводника.

Округление ответов следует проводить с точностью до половины цены деления амперметра.

Ответить на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы амперметра и указываемую им силу тока.

2. Определите цену деления шкалы вольтметра.

3. Каково напряжение на полюсах батареи?

4. Вычислите напряжение: а) на лампе; б) на реостате.

5. Какова плотность тока: а) в проводе реостата, если диаметр его проволоки 0,8 мм; б) в нити лампы, если площадь поперечного сечения нити 0,08 мм²?

6. Рассчитайте мощность тока: а) в лампе; б) в реостате.

7. Какое количество теплоты выделится за t мин: а) в лампе; б) в реостате? (Время t указано в карточке.)

8. Какими станут напряжение, сопротивление и сила тока, если лампу включить параллельно реостату? При этом показания вольтметра уменьшаться на 30% (почем?).

9. Вычислите внутренне сопротивление и ЭДС батареи из сравнения показаний измерительных приборов при последовательном и параллельном соединении лампы и реостата.

10. Что покажет амперметр, если между ним и реостатом включить аккумулятор с ЭДС 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом: а) при направлении ЭДС, совпадающем с напряжением ЭДС основного источника; б) при противоположном направление?

Методические указания

и практические задания

по физике для студентов 1 курса

специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»,

150102 «Металлургия цветных металлов»,

190604 «Техническая эксплуатация и ремонт автомобильного транспорта»

2009

Методические указания

составлены в соответствии

с рабочей

программой

по физике

преподавателем дисциплины

Сорочан М. В.

«Рассмотрено» на методическом совете Протокол №____от__________ Председатель_______________ _________________200__г.

«Утверждено» Зам. директора по УР ГОУ СПО «СПТ» ______________________

«Рассмотрено»

на заседании ПЦК

Протокол №____от__________

Председатель_______________

Рецензенты:

Содержание

4 10 15 21 25 29 33 38 43 48

Давление воздуха и пара

Методические указания:

Давление водяных паров в воздухе с учетом относительной влажности 50% определить по формуле

Р _{водяных паров}= Р _{насыщенных паров} *50%

Давление сухого воздуха определите из разницы атмосферного давления водяных паров.

Ответьте на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы барометра-анероида.

2. Какое давление указывает этот барометр?

3. Вычислите силу давление атмосферного воздуха на площадку, размер которой указан в карточке.

4. Какова разность гидростатических давлений столбиков ртути в барометрической трубке в мм рт. ст.?

5. Вычислите давление насыщающих водяных паров над ртутью в барометрической трубке.

6. Определите по таблицам или графикам температуру насыщающих паров и окружающего воздуха.

7. Вычислите давление водяных паров в воздухе, если относительная влажность в атмосфере 50%.

8. Каково давление сухого атмосферного воздуха?

9. Определите точку росы.

Графики, изображающие зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры.

Измерение давления газа манометрами.

Методические указания:

На карточке изображены два сосуда, соединенные между собой в нижней части трубкой с краном. Жидкостный ртутный манометр указывает давление газа в левом сосуде, а металлический манометр — давление в правом сосуде.

Жидкостные манометры делятся на открытые и закрытые. Открытые показывают разницу между давлением газа в сосуде и давлением окружающего атмосферного воздуха.

Закрытые манометры сразу дают величину давления в сосуде независимо от внешнего атмосферного давления.

Металлические манометры тоже разделены на два типа: «ати» и «ата». Надпись над манометром «ати» условно обозначает «избыточное давление», т.е. Величину, на которую давление воздуха в сосуде превышает атмосферное давление. Надпись «ата» указывает истинное значение давления газа без учета внешнего атмосферного.

Обычно давление на металлических манометрах измеряется в технических атмосферах:

1ат = 100 000 Н/м² = 10⁵ Па

Жидкостные манометры в миллиметрах ртутного столба:

1 мм.рт.ст. = 133 Н/м² = 133 Па

Температуру, при которой находятся оба газа в сосудах считать равной 27⁰С.

Разность уровней ртути в жидкостном манометре определяем сложением величины от 0 до максимального значения и от 0 до минимального значения.

Для расчета абсолютного давления газа, которое установится в сосуде, используйте уравнение изотермического процесса:

P₁V₁+P₂V₂=P(V₁+V₂)

При выполнении 7 задания запишите уравнение изохорного процесса. Массу газа вычислите через давление Менделеева-Клапейрона.

Ответьте на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы у каждого вида манометров.

2. Какова разность уровней ртути в жидкостном манометре?

3. Вычислите абсолютное давление газа в сосуде V₁, выразив его в атмосферах. Принимать 1 ат = 10⁵ Н/м² и 1 мм.рт.ст. = 133 Н/м².

4. Определите по шкале манометра абсолютное давление в сосуде объемом V₂.

5. Вычислите, какое абсолютное давление установится в сосудах, если открыть в трубе, соединяющей эти сосуды, краны. Считать при этом процессе изотермическим.

6. На каких уровнях установится ртуть и на каком делении шкалы металлического манометра расположится стрелка при открытом кране?

7. Какое давление будет иметь газ в сосуде V₂ при охлаждении его до -73⁰С? Начальная температура и объем указаны в карточке.

8. В сосуде V₂ находится воздух. Определите его массу, принимая молекулярную массу воздуха равной µ=30 г/моль, а универсальную постоянную R= 8,31*10³ Дж/(град*кмоль).

Мензурки

Методические указания:

На правой дано изображение той же мензурки с погруженным в керосин телом.

90%Q = Q₁ + Q₂

Q — количество теплоты отдает тело;

Q₁ — количество теплоты идет на нагрев тела;

Q₂ — количество теплоты идет на нагрев мензурки.

Q=q*m

Для выполнения 8 задания составьте уравнение теплового баланса с учетом КПД установки 40%, и насыщения воды 5%.

40%Q = Q₁ + 5% Q₂

Q — количество теплоты выделяет керосин;

Q₁ — нагрев воды от 20⁰ до 100⁰С;

Q₂ — испарение воды при температуре 100⁰С.

При расчете мощности работы эл. двигателя надо учесть КПД:

N*η = A/t A=Q

А — работа электродвигателя;

Q — количество теплоты выделяющееся при сгорании топлива.

Ответить на вопросы:

1. Цена деления шкалы мензурки.

2. Определите объем керосина в мензурке.

3. Каков объем тела, опущенного в керосин?

4. Вычислите массу керосина в мензурке.

5. Вычислите массу тела (род вещества указан в карточке).

7. Какое количество теплоты может выделится при полном сгорании керосина?

11. Что покажет динамометр, удерживающий данное тело в середине керосина? (Принимать g = 10м/сек².)

12. Вычислите показания динамометра при движении всей системы вверх с постоянным ускорением 4 м/сек².

13. Вычислите показания динамометра при движении всей системы вниз с постоянным ускорением 4 м/сек².

14. Что покажет динамометр в состоянии невесомости:

15. а) при покое или равномерном движении всей системы относительно корпуса космического корабля;

16. б) при движении с ускорением 4 м/сек² вдоль линии тело — динамометр?

Плотность вещества

Твердые тела, 10³кг/м³
алюминий	2,7	олово	7,3
германий	5,4	свинец	11,3
кремний	2,4	серебро	10,5
лед	0,9	сталь	7,8
медь	8,9	хром	7,2
нихром	8,4	пробка	0,2
фарфор	2,3	мрамор	2,7
стекло	2,5	золото	19,3
латунь	8,5
Жидкости, 10³кг/м³
бензин	0,70	нефть	0,80
вода	1,0	ртуть	13,6
керосин	0,8	спирт	0,79

Твердые свойства веществ

Твердые тела

Вещества Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К) Температура плавления, ⁰С Удельная теплота плавления, кДж/кг золото 0,13 1064 - алюминий 0,88 660 380 лед 2,1 0 330 медь 0,38 1083 180 олово 0,23 232 59 свинец 0,13 327 2 серебро 0,23 960 87 сталь 0,46 1400 82 фарфор 0,76 - - стекло 0,84 - - латунь 0,38 1000 - пробка 2,1 - - мрамор 0,88 - -

Жидкости*

вода 4,19 100 2,3 ртуть 0,12 357 0,29 спирт 2,4 78 0,85 керосин 2,1 - -

* - При нормальном давлении

Гидравлический пресс.

Методические указания:

Силу, действующую на малый и большой поршень, вычислить из определения давления напряжение сжатия в бруске:

; .

Величину относительного сжатия вычислить из определения напряжения: ;

Величина абсолютного сжатия: ∆ l; мм

Изменение температуры, вызывающее такое же укорачивание стержня:

; ∆t=?

При расчетах использовать таблицу:

Материал	Модуль упругости Е, Н/мм²	Коэффициент линейного расширения β, град^-1
Сталь Медь Латунь Алюминий	2110⁴ 1010⁴ 1110⁴ 710⁴	1210^-6 1710^-6 1910^-6 2610^-6

Ответить на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы манометра.

2. Каково давление масла?

3. Вычислите силы, действующие: а) на малый поршень; б) на большой поршень; в) на рукоятку рычага.

4. Вычислите напряжение сжатия в бруске.

5. Какова величина относительного сжатия, вызванного этим напряжением?

6. На сколько миллиметров укоротилась длина бруска (l ₀=10 см) под этим напряжением?

7. Какое изменение температуры даст такое же укорачивание?