1. Вывести на минимум ручку потенциометра «НАГРЕВ» и тумблеры в исходное положение.
2. Подать на установку питание, подключив ее к питающей сети и включив тумблер «СЕТЬ».
3. Провести пробные включения цифрового секундомера. Для этого осторожным нажатием первой клавиши «MODE» (либо последовательными несколькими нажатиями этой клавиши) 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. Нажатием третьей клавиши «DATE /UP» запустить секундомер и, спустя малое время, нажатием той же клавиши остановить его. Нажав вторую клавишу «AL-T /SET», занулить табло секундомера.
4. С помощью тумблера включить узел, осуществляющий нагрев образца. После этого вольтметр и амперметр по-прежнему дают нулевые показания.
5. Измерить комнатную температуру tк. Результат занести в таблицу 1 для стартового (начального) момента времени τ = 0.
Таблица 1 - Результаты измерений
| U, В | J, А | t, мин | … | |||
| t, 0С |
6. Одновременно включить нагреватель и запустить секундомер. Для этого одновременно:
а) перевести ручку потенциометра «НАГРЕВ» в положение, соответствующее максимуму;
б) осторожно нажать третью клавишу «DATE/UP» под табло секундомера.
7. Снять показания вольтметра и амперметра и занести их в таблицу 1.
8. Через каждую минуту измерять температуру олова. Результаты измерений заносить в таблицу 1.
9. Нагревание (и соответствующие измерения) проводить до тех пор, пока температура олова не достигнет постоянной величины tn, а затем начнет увеличиваться. Ориентировочное время нагревания (20–22) мин.
10. Выключить нагреватель, переведя тумблер в исходное положение. Продолжать проводить аналогичные измерения при охлаждении олова, отмечая результаты в этой же таблице.
11. Спустя время τ =10 мин после выключения нагревателя, выключить установку тумблером «СЕТЬ».
12. По полученным данным построить график зависимости t(τ). При этом учесть, что:
а) совсем не обязательно, чтобы начало координат (0,0) помещалось на графике;
б) удачный масштаб дает наглядный график размером около половины стандартного листа;
в) экспериментальные точки изображаются четко и ясно;
г) не должно быть никаких линий и отметок, поясняющих построение точек.
13. Из построенной кривой найти значения температур tn1, tn2, соответствующие «полочкам» графика. По их среднему значению найти температуру плавления олова tn.Сравнить полученное значение tn с табличным значением.
14. По формуле (4) вычислить изменение энтропии при нагревании и плавлении олова. При этом учесть, что масса олова m = 150 г, удельная теплоемкость с = 230 Дж/(кг∙К) и удельная теплота плавления λ = 5,9 ∙ 104 Дж/кг.
15. Сделать вывод.
Контрольные вопросы
1. Что называется фазой?
2.Фазовый переход первого рода. Примеры.
3. Фазовый переход второго рода. Его различия с фазовым переходом первого рода.
4.Что называется удельной теплотой плавления и парообразования?
5. Что такое скрытая теплота перехода?
6.Что называется диаграммой нагревания и плавления, а также охлаждения и кристаллизации?
7.При каких условиях температуру во всех точках образца при его нагревании, плавлении, охлаждении, кристаллизации можно считать одинаковой?
8.Что называется центрами кристаллизации?
9.Что такое энтропия? Каков ее физический смысл?
10.Выведите формулу (4), используемую для определения изменения энтропии в данной работе.
Техника безопасности
К лабораторной работе допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.
1. Для обеспечения пожарной безопасности при выполнении лабораторных работ необходимо выполнять требования инструкций филиала ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате по пожарной безопасности.
2.Перед проведением лабораторных работ руководитель лабораторных
работ должен произвести визуальный осмотр лабораторного комплекса и убедиться в отсутствии повреждений электрооборудования, кабельных проводок и заземления.
3. Не включать стенд лабораторной работы без разрешения преподавателя или лаборанта.
4.Все соединения необходимо производить при помощи стандартных вилок и зажимов.
5.Сборку схемы производить при отключенном от сети стенде.
6.Перед включением схемы убедиться в том, что проводники хорошо заземлены, а их токоведущие части достаточно удалены друг от друга.
7.При любых отклонениях от нормальной работы схемы немедленно выключить электрическое питание и сообщить об этом преподавателю или лаборанту.
8.Не оставлять собранную схему без надзора.
9.Не применять проводники с поврежденной изоляцией, не скручивать короткие проводники для получения длинных концов.
10. Не касаться оголенных участков схемы.
11. Не исправлять самостоятельно повреждения в цепи электрического питания, розетках и выключателях.
12.По окончании работы необходимо отключить питание электрических приборов, выключить лабораторный стенд и привести в порядок рабочее место.
Литература
1. Павленко Ю.Г. Физика. М.:Новая волна. 2010.-719с.
2. Павленко Ю.Г. Начало физики: Учебник / Ю.Г.Павленко.-4-е изд., стереотип. – М.:Издательство «Экзамен»,2009. – 862с.
3. Фен Дж. Машины. Энергия. Энтропия. М.: Мир, 2010.