Измерение абсолютной влажности воздуха

Оборудование: психрометр (прилагается психрометрическая таблица и таблица зависимости давления насыщенного пара от температуры).

Задание: Используя психрометр и таблицу со сведениями о зависимости давления насыщенного пара от температуры, определите относительную влажность воздуха.

Содержание работы

В работе измеряют относительную и абсолютную влажность воздуха с помощью психрометра. Психрометр Августа состоит из двух термометров, конец одного из них обернут полоской влажной ткани. Сухой термометр показывает температуру воздуха t _сух. За счет испарения воды с ткани второй термометр охлаждается. При этом, чем меньше водяных паров в воздухе (низкая влажность), тем интенсивнее испарение, а значит, ниже температура влажного термометра t _вл. Используя психрометрическую таблицу можно по значениям температур t _сух и t _вл определить относительную влажность φ. По определению

(1)

где р — давление водяного пара в воздухе; р ₀ — давление насыщенного водяного пара при температуре t _сух (определяется по таблице).

Из формулы (1) находим абсолютную влажность р.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Смочить полоску ткани термометра водой и выждать установления температуры 15—20 мин.

2. Снять показания термометров t _сух и t _вл.

3. Вычислить разность показаний термометров.

4. Используя психрометрическую таблицу, определить относительную влажность φ.

5. Используя таблицу зависимости давления насыщенного пара от температуры, определить р ₀.

6. Используя формулу (1), рассчитать абсолютную влажность р:

 

Измеренные величины	t сух, ˚ С	t вл, ˚ С
Опыт №1 Опыт №2 Опыт №3
Среднее
Рассчитанные величины	Δ t, ˚ С	φ, %	р0, Па	р, Па

 

1. Какой пар называют насыщенным?

2. Почему водяной пар в воздухе обычно ненасыщенный?

3. Что называется относительной влажностью?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ РЕЗИНЫ

ПРИ ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ

Цель работы: ознакомиться с методами определения модуля упругости резины.

Оборудование: резиновый шнур длиной 25—30 см, набор грузов по 0, 1 кг, штатив, линейка, штангенциркуль или микрометр.

Задание: измерить диаметр капилляра и высоту подъема жидкости в капилляре и рассчитать коэффициент поверхностного натяжения.

Содержание работы:

Количественно деформацию сжатия или растяжения можно характеризовать величиной абсолютного удлинения Δ l, равной разности длин образца до растяжения l₀ и после него l:

Абсолютное удлинение А/ при растяжении положительно, при сжатии оно имеет отрицательное значение.

Отношение абсолютного удлинения Δ l к длине образцов при этом оказывается одинаковым для всех образцов. Его называют относительным удлинением ε:

Относительное удлинение — величина безразмерная.

При расчете деформации удобнее пользоваться не величиной деформирующей силы, а величиной механического напряжения, равной отношению деформирующей силы к сечению образца:

Механическое напряжение, или просто напряжение, имеет такую же размерность, как и давление. Если после снятия напряжения форма тела восстанавливается, деформация называется упругой, если же форма не восстанавливается, деформация называется пластической.

Для всех видов упругих деформаций справедлив закон Гука, согласно которому удлинение и укорочение (стержней, пружин), прогибы и сдвиги в различных телах пропорциональны деформирующим силам: F= - kx, где k — коэффициент пропорциональности, называется коэффициентом жесткости деформируемого тела (стержня, пружины и т. п.); х — величина деформации.

При действии одинаковой силы F величина деформации x зависит не только от свойств материала, но и от геометрических размеров и формы конструкций.

Как показывает эксперимент, при деформации растяжения величиной, однозначно характеризующей механические свойства материала (независимо от конструкции изготовленных из него деталей), является отношение относительного удлинения растягиваемого стержня ε к механическому напряжению σ. Величина этого отношения α, называемого коэффициентом упругости, при малых упругих деформациях (Δ l< < l₀) одинакова для образцов любой формы и размеров, изготовленных из одного материала:

Полагая, что коэффициент α равен Н/м², получим . Следовательно, коэффициент упругости численно равен относительному удлинению при напряжении в 1 Н/м².

В технических расчетах обычно пользуются величиной, обратной коэффициенту упругости α, называемой модулем упругости или модулем Юнга Е:

Полагая , получим σ =Е. Следовательно модуль упругости Е численно равен напряжению, при котором образец растягивался бы вдвое (Δ l=l₀). Нужно отметить, что все материалы, кроме резины, разрушаются задолго до того, как удвоят свою длину.

Целью настоящей работы является определение модуля упругости резины при растяжении. Преобразовав выражение, получим:

Следовательно, для экспериментального определения модуля упругости нужно измерить деформирующую силу F, сечение образца S, его первоначальную длину l₀ и абсолютное удлинение Δ l.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите резиновый шнур в штативе и подвесив его концу один груз m₀ = 0, 1 кг, измерьте первоначальную длину шнура l₀.

2. Измерьте с помощью штангенциркуля или микрометра толщину шнура и вычислите площадь его поперечного сечения S.

3. Подвешивая к шнуру грузы массой 0, 1 кг, 0, 2 кг, измерьте соответствующие абсолютные удлинения Δ l1, Δ l2, Δ l3 и вычислите относительные удлинения ε 1, ε 2, ε 3.

4. По результатам измерений вычислите модуль упругости резины Е и оцените погрешности эксперимента.

5. Результаты опытов занесите в отчетную таблицу.

Контрольные вопросы

1. Каков физический смысл физический смысл модуля упругости?

2. Почему при измерениях нельзя допускать раскачивание груза подвешенного к шнуру?

3. Зависит ли модуль упругости от сечения образца и его длины?

4. Как влияет изменение температуры образца на величину модуля упругости?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Цель работы: ознакомиться с методами определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

Оборудование: капиллярная трубка, штангенциркуль или микрометр, стальная линейка с миллиметровыми делениями, цилиндрический стакан с дистиллированной водой.

Задание: измерить диаметр капилляра и высоту подъема жидкости в капилляре и рассчитать коэффициент поверхностного натяжения.

Содержание работы:

Высота подъема уровня смачивающей жидкости в капилляре h определяется коэффициентом поверхностного натяжения σ, плотностью жидкости ρ и радиусом капилляра R:

где g — ускорение свободного падения.

Из этого выражения следует, что коэффициент поверхностного натяжения жидкости можно определить, измерив высоту подъема жидкости h в капилляре известного радиуса R:

В настоящей работе предлагается определить коэффициент поверхностного натяжения дистиллированной воды с помощью капиллярной стеклянной трубки.

Для получения результатов, близких к табличным, капиллярные трубки перед измерениями должны быть промыты спиртом. Диаметр капилляра можно измерить, используя куски металлической проволоки различного диаметра. Поочередно вдвигая их концы в капилляр, можно выбрать ту, диаметр которой равен диаметру капилляра. Диаметр проволоки можно измерить штангенциркулем или микрометром.

Расчет погрешностей в этой работе можно произвести по формуле оценки, погрешностей результатов опыта:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Проведите измерения диаметра капилляра.

2. Опустите капилляр в сосуд с водой и измерьте линейкой высоту подъема уровня воды в капилляре.

3. Вычислите коэффициент поверхностного натяжения воды.

4. Повторите измерения и вычисления несколько раз. Найдите среднее значение коэффициента поверхностного натяжения.

5. Оцените погрешности при определении плотности вещества в данной работе.

 

Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

Контрольный вопрос

1. Изменится ли высота поднятия уровня воды в капилляре при изменении температуры?