Naučme sa pripraviť a zrealizovať počítačom podporovaný experiment

Prepis

1 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch Meno:...Škola:...reda:.... Izotermcký dej v deálnom plyne Fyzkálny prncíp: Pr pomalom stláčaní vzduchu pod pestom njekčnej strekačky zostáva teplota konštantná a mení sa tlak vzduchu p nepramo úmerne s jeho objemom. Platí Boyle-Marotteov zákon k p = (). Ceľ:. Odmerajte závslosť p = f ( ). 2. Overte, že pr konštantnej teplote = konšt., je medz tlakom p a objemom plynu k neprama úmernosť p =, kde k je konštanta. Pomôcky: obr. Schéma zostavy expermentu njekčná strekačka, plastová hadčka, tlaková sonda, počítač so systémom Coach5, merací panel CoachLabII Postup:. projekte Explorng Physcs otvorte súbor Izotermcký dej. Ak súbor prpravený nemáte, otvorte novú úlohu, v ktorej na kanál (resp.) prpojte sondu tlaku. Dobu merana nastavte na 0 mn. Keďže objem vzduchu budete zadávať z klávesnce, nastavte frekvencu snímana na Manual (lastné-ručne) a počet meraní nastavte v ponuke Number of samples (Počet vzorek), napr. na 7. Nastavte os grafov závslost tlaku od času, objemu od času a tlaku od objemu. 2. Zostavte experment podľa zobrazenej schémy (obr.). Plastovú njekčnú strekačku naplnenú vzduchom spojte so vstupným otvorom tlakovej sondy krátkou plastovou hadčkou. Pest strekačky nastavte tak, aby objem vzduchu pod pestom bol čo najväčší. Ešte pred meraním otvorte ventl tlakovej sondy, aby ste vyrovnal tlak plynu uzavretého v njekčnej strekačke s vonkajším atmosférckým tlakom. Následne ventl uzavrte.. Stlačením zeleného tlačdla spustte merane. Opätovným stlačením zeleného tlačdla zadajte pomocou klávesnce hodnotu objemu vzduchu uzavretého v strekačke. Pomalým posunutím pesta zmeňte objem vzduchu v strekačke a po dosahnutí rovnovážneho stavu objem vzduchu opätovne zapíšte rovnakým spôsobom. Merane môžete kedykoľvek ukončť stlačením červeného tlačdla na hornom panel. Otázky a úlohy:. Do prpraveného grafu p = f ( ) zakreslte svoju predpoveď o prebehu sledovanej závslost. 2. Prezrte s výsledok vášho merana. Napíšte, akú závslosť vám prpomína graf p = f ( ). Do prpravenej tabuľky zapíšte hodnoty p, ) aspoň pre dve dvojce hodnôt tlaku a objemu a vypočítajte hodnoty súčnu p.. (

2 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch 2 p ( kpa ) ( cm ) p. ( kpa.cm ) Čo platí pre súčny p. (prblžne) Od čoho závsí veľkosť tohto súčnu 4. ytvorte graf závslost tlaku od prevrátenej hodnoty objemu p = f ( ). Aká by mala byť táto závslosť Svoju predpoveď zakreslte. 5. Závslosť p = f ( ) ftujte vhodne zvolenou funkcou. Zapíšte typ vybranej funkce a hodnoty parametrov a, b,... f (x) = 6. Ktorú velčnu v našom meraní prestavuje nezávslá premenná x x = 7. Ktorú velčnu v našom meraní prestavuje závslá premenná y = f (x) y = f (x) = 8. Aký je fyzkálny význam parametra a vo funkc, ktorou ste ftoval nameranú závslosť p = f ( ) 9. Zdôvodnte, prečo je nutné stláčať pest strekačky veľm pomaly. 0. Získané výsledky vytlačte. 2. Izochorcký dej v deálnom plyne Fyzkálny prncíp: lak plynu p pr stálom objeme sa mení pramo úmerne s jeho termodynamckou teplotou. ento dej charakterzuje Charlesov zákon, p = k (2), kde k je konštanta. Ceľ:. Odmerajte závslosť p = p(t). 2. Overte, že pre konštantný objem plynu, = konšt., je závslosť p = f (t) lneárna.

3 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch Pomôcky: sklenená banka, ohrevač s vodným kúpeľom, svorky, krátka sklenená trubčka, gumená zátka, plastová hadčka, tlaková sonda, teplotná sonda, počítač so systémom Coach5, merací panel CoachLabII Postup:. projekte Explorng Physcs otvorte súbor Izochorcký dej. Ak súbor prpravený nemáte, otvorte novú úlohu, v ktorej na kanál (resp.) prpojte teplotnú sondu a na kanál 2 (resp.4) sondu tlaku. Dobu merana nastavte na 0 mn a nastavte os grafov závslost teploty od času, tlaku od času a tlaku od teploty. 2. Zostavte experment podľa zobrazenej schémy (obr. 2). Banku so suchým vzduchom ponorte celú až po hrdlo do studenej vody v obr. 2 Schéma zostavy expermentu ohrevač. Pomocou prevŕtanej gumenej zátky, krátkej sklenenej trubčky a čo najkratšej plastovej hadčky ju spojte so vstupným otvorom tlakovej sondy. Spolu s bankou umestnte do vody aj sondu teploty.. Zapnte ohrevač a stlačením zeleného tlačdla spustte merane. Rýchlosť ohrevu upravte pomocou termostatu tak, aby ste dosahl zmenu teploty v ntervale od 20 o C do 80 o C prblžne za 0 mn. Počas merana vodu v ohrevač občas premešajte, aby došlo k jej rovnomernému ohrevu. eplota vzduchu uzavretého v banke zodpovedá teplote vody. Otázky a úlohy:. Do prpraveného grafu p = f (t) zakreslte svoju predpoveď o prebehu sledovanej závslost. 2. Prezrte s výsledok vášho merana. Napíšte, akú závslosť vám prpomína graf p = f (t). Zobrazte závslosť p = f ( ). Do prpraveného grafu p = f ( ) zakreslte svoju predpoveď o prebehu sledovanej závslost. 4. Do prpravenej tabuľky zapíšte hodnoty p, ) aspoň ( pre dve dvojce hodnôt tlaku a teploty a vypočítajte hodnoty podelu p. p kpa p ( kpa ) ( K ) ( ) K Čo platí pre podely p (prblžne) Od čoho závsí veľkosť tohto podelu

4 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch 4 5. Závslosť p = f ( ) ftujte vhodne zvolenou funkcou. Zapíšte typ zvolenej funkce a hodnoty parametrov a, b,... f (x) = 6. Ktorú velčnu v našom meraní prestavuje nezávslá premenná x x = 7. Ktorú velčnu v našom meraní prestavuje závslá premenná y = f (x) y = f (x) = 8. Aký je fyzkálny význam parametra a vo funkc, ktorou ste ftoval nameranú závslosť p = f ( ) 9. akom bode pretne závslosť p ( ), resp. p(t) os teploty Čo táto hodnota predstavuje 0. Získané výsledky vytlačte.. Izobarcký dej v deálnom plyne Fyzkálny prncíp: Objem deálneho plynu pr stálom tlaku p sa mení pramo úmerne s jeho teplotou. ento dej charakterzuje Gay Lussacov zákon = k (5), kde k je konštanta. Ceľ:. Odmerajte závslosť = (t). 2. Overte, že pr konštantnom tlaku p = konšt., je medz objemom a jeho teplotou prama úmernosť = k, kde k je konštanta. obr. Schéma zostavy expermentu Pomôcky: sklenená banka, ohrevač s vodným kúpeľom, svorky, gumená zátka, sklenená trubčka v tvare písmena, plastová hadčka, plastová strekačka, tlaková sonda, teplotná sonda, počítač so systémom Coach5, merací panel CoachLabII Postup:. projekte Explorng Physcs otvorte súbor Izobarcký dej. Ak súbor prpravený nemáte, otvorte novú úlohu, v ktorej na kanál (resp.) prpojte sondu tlaku a na kanál 2 (resp.4) teplotnú sondu. Dobu merana nastavte na 0 mn. Keďže objem plynu budete zadávať z klávesnce, nastavte frekvencu snímana na Manual (lastné-ručne) a počet meraní nastavte v ponuke Number of samples (Počet vzorek) napr. na 7. Do jedného z oken môžete zobrazť hodnoty tlaku v dgtálnej podobe pre kontrolu stálej hodnoty tlaku počas merana. Nastavte os grafov závslost teploty od času, objemu od času a objemu od teploty. 2. Zostavte experment podľa zobrazenej schémy (obr.). Banku so suchým vzduchom ponorte celú až po hrdlo do studenej vody v ohrevač. Pomocou prevŕtanej gumenej zátky, sklenenej trubčky v tvare písmena a krátkej plastovej hadčky ju spojte s tlakovou sondou a plastovou strekačkou. Pest

5 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch 5 strekačky posuňte tak, aby objem vzduchu v strekačke bol čo najmenší. Spolu s bankou do vody umestnte aj teplotnú sondu.. Stlačením zeleného tlačdla spustte merane. Ohrejte vodu v ohrevač o nekoľko stupňov a ohrevač vypnte. Počkajte, kým sa teplota a tlak prestanú menť. Posuňte pest strekačky tak, aby tlak nadobudol takú hodnotu ako na začatku merana. Opätovným stlačením zelenej klávesy sa objaví okno, do ktorého prostredníctvom klávesnce zapíšte hodnotu objemu vzduchu. Objem vzduchu získate súčtom objemu vzduchu v strekačke a v sklenenej banke. Hodnoty tlaku, teploty a objemu sa zapsujú do tabuľky. ento postup opakujte aspoň 5-krát, pokaľ nedosahnete maxmálne možný objem. Merane môžete kedykoľvek ukončť stlačením červeného tlačdla na panel. Otázky a úlohy:. Do prpraveného grafu = f (t) zakreslte svoju predpoveď o prebehu sledovanej závslost. 2. Prezrte s výsledok vášho merana. Napíšte, akú závslosť vám prpomína graf = f (t). Zobrazte závslosť = f ( ). Do prpraveného grafu = f ( ) zakreslte svoju predpoveď o prebehu sledovanej závslost. 4. Do prpravenej tabuľky zapíšte hodnoty ) aspoň pre (, dve dvojce hodnôt objemu a teploty a vypočítajte hodnoty podelu. Č o platí pre podely ( cm cm ) ( K ) ( ) K (prblžne) Od čoho závsí veľkosť tohto podelu 5. Závslosť = f ( ) ftujte vhodne zvolenou funkcou. Zapíšte typ zvolenej funkce a hodnoty parametrov a, b,... f (x) = 6. Získané výsledky vytlačte.

6 Laboratórne cvčena podporované počítačom epelné deje v plynoch 6 Úloha (2,).: Zvoľte funkcu Predct (Predpovedať), ktorú vyvoláte stlačením pravého tlačdla myš na grafe závslost p = f ( ). Úloha. 4: Klknte na a zvoľte New dagram (Nový dagram). Zadajte názov grafu: p = f ( / ). Súboru hodnôt C prraďte Manual data:. Označte Invsble axs ( Nevdteľná os). Súboru hodnôt C2 prraďte Formula (zorec) v tvare: /C, označte Horzontal Axs (Horzontálna os). Zadajte Quantty (elčna): /, Unt (jednotka): cm-, mn: 0, max: 0,2. Súboru hodnôt C prraďte Analog In: Pressure Sensor, označte Axs frst vertcal (Prvá kolmca). Úloha 2. : Klknte na a zvoľte New dagram (Nový dagram). Zadajte názov grafu: p = f ( ). Súboru hodnôt C prraďte Analog In: emperature Sensor. Zmeňte názov velčny na t-vzduch. Označte Invsble axs (Nevdteľná os). Súboru hodnôt C2 prraďte Formula (zorec) v tvare: C+27.5, označte Horzontal Axs (Horzontálna os). Zadajte Quantty (elčna):, Unt (jednotka): K, mn: 0, max: 400. Súboru hodnôt C prraďte Analog In: Pressure Sensor, označte Axs frst vertcal (Prvá kolmca). Úloha (2,).5: Zvoľte Analyse Functon-ft (Analýza-Ft funkce), ktorú vyvoláte stlačením pravého tlačdla myš na grafe. Z ponuky Functon ype (yp funkce) vyberte vhodnú funkcu a klknte na konu Auto ft. Opíšte typ funkce a hodnoty konštánt a, b. Úloha. : Klknte na a zvoľte New dagram (Nový dagram). Zadajte názov grafu: = f ( ). Súboru hodnôt C prraďte Analog In: emperature Sensor. Zmeňte názov velčny na t-vzduch. Označte Invsble axs (Nevdteľná os). Súboru hodnôt C2 prraďte Formula (zorec) v tvare: C+27.5, označte Horzontal Axs (Horzontálna os). Zadajte Quantty (elčna):, Unt (jednotka): K, mn: 0, max: 400. Súboru hodnôt C prraďte Manual Data:, označte Axs frst vertcal (Prvá kolmca).