Включите электронные аналитические весы и оставьте их прогреться на 10 минут.
3адание 1. Измерение массы испаряющейся капли воды.
Положите на весы фторопластовую подложку. Выждав несколько секунд, нажмите левую кнопку «Zero/Tare». Дождитесь обнуления показаний весов. Из шприца с водой аккуратно выдавите на середину подложки каплю воды (предварительно потренируйтесь, выдавив несколько капель на лист бумаги). Начальная масса капли должна составлять от 2 до 4 мг. Закройте боковые дверцы весов. Наблюдайте за показаниями весов. Через несколько секунд они стабилизируются. Когда вес капли уменьшится на 0,1 мг (единицу последнего разряда показаний весов), включите секундомер. Фиксируйте моменты времени, когда показания весов будут уменьшаться на 0,1 мг. Записывайте в таблицу значения массы испаряющейся капли 
и соответствующие значения времени 
. Доведите измерения до того момента, когда масса капли будет составлять 0,5 – 0,3 мг. Полное время измерения может составить от 20 до 30 минут, в зависимости от начальной массы капли.
3адание 2. Измерение массы испаряющейся капли спирта.
Повторите измерения, описанные в задании 1, для капли спирта. Учтите, что спирт испаряется гораздо быстрее, поэтому надо внимательно наблюдать за показаниями весов, успевая фиксировать время. Проведите измерения зависимости массы от времени для трёх капель спирта (каждое измерение займет около трех минут).
3адание 3. Расчет коэффициентов диффузии молекул воды и спирта в воздухе.
Для каждого измерения постройте график, откладывая по оси абсцисс время t, а по оси ординат – 
. Пользуясь графиком, определите производную 
и рассчитайте коэффициент диффузии по формуле (12). Значение плотности насыщенных водяных паров при температуре опыта определите по таблице 1, относительной влажности воздуха 
– с помощью психрометра.
При расчете D спирта в формуле (12) надо положить 
. Плотность насыщенных паров этилового спирта 
при 17- 22 0 С 
110 г/м3.
3адание 4. Оценка средней длины свободного пробега молекул воды и спирта в воздухе.
Вычислите среднюю скорость молекул воды и спирта по формуле 
, где R – универсальная газовая постоянная, M – молярная масса. Из формулы 
найдите длину свободного пробега l молекул водяного пара и спирта в воздухе.
ВОПРОСЫИ УПРАЖНЕНИЯ
1. Длина свободного пробега молекул зависит от концентрации газа 
и сечения рассеяния 
(
– эффективный диаметр молекул): 
. Подумайте, как следует изменить эту формулу, чтобы оценить длину свободного пробега молекул воды или спирта в воздухе.
2. Как зависит длина свободного пробега молекул от давления и температуры? При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул воздуха равна 1 мм, если при атмосферном давлении она равна 6×10-6 см?
3. Как зависит коэффициент диффузии газа от давления и температуры?
4. Исходя из дифференциального уравнения (11), рассчитайте, за какое время радиус капли уменьшится вдвое.
5. Пользуясь соображениями размерностей, определите зависимость среднего диффузионного смещения частиц от времени.
6. Если запах пахучего вещества распространяется путем диффузии на расстояние 1 м за время t 1, то за какое время t 2 он распространится на 10 метров?
ТАБЛИЦЫ
1. Плотность r насыщенного водяного пара при различных температурах t
| температура t, оС |  , г/м3
| Температура t, оС | , г/м3
|
| 14,5 | 18,3 | ||
| 15,4 | 19,4 | ||
| 16,3 | 20,6 | ||
| 17,3 | 21,8 |
2. Коэффициент диффузии D (при атмосферном давлении)
| Диффундирующее вещество | Основной компонент | Температура, t °С | Коэффициент диффузии, м2/сек |
| Пары воды | Воздух | 0 | 0,23·10-4 |
| Пары этилового спирта | Воздух | 0 | 0,10·10-4 |
3. Таблица значений 
для k = 5,0..... 0,3
k k
5,0 2,92 0,9 0,93
4,9 2,88 0,8 0,86
4,8 2,85 0,7 0,79
4,7 2,81 0,6 0,71
4,6 2,77 0,5 0,63
4,5 2,73 0,4 0,54
4,4 2,69 0,3 0,45
4,3 2,64
4,2 2,60
4,1 2,56
4,0 2,52
3,9 2,48
3,8 2,44
3,7 2,39
3,6 2,35
3,5 2,31
3,4 2,26
3,3 2,22
3,2 2,17
3,1 2,13
3,0 2,08
2,9 2,03
2,8 1,99
2,7 1,94
2,6 1,89
2,5 1,84
2,4 1,79
2,3 1,74
2,2 1,69
2,1 1,64
2,0 1,59
1,9 1,53
1,8 1,48
1,7 1,42
1,6 1,37
1,5 1,31
1,4 1,25
1,3 1,19
1,2 1,13
1,1 1,07
1,0 1,0