Министерство образования Республики Беларусь
Главное управление по образованию Витебского облисполкома
Учреждение образования «Лепельский государственный аграрно-технический колледж»
Кабинет физики и астрономии
Рабочая тетрадь для лабораторных работ по физике
Учащегося_______группы_________курса
специальность_________________________
(Ф.И.О.)
Преподаватель_________________________
Содержание:
Лабораторная работа № 1. 4
Лабораторная работа № 2. 6
Лабораторная работа № 3. 9
Лабораторная работа № 4. 11
Лабораторная работа № 5. 14
Лабораторная работа № 6. 16
Лабораторная работа № 7. 18
Лабораторная работа № 8. 20
Лабораторная работа № 9. 23
Лабораторная работа № 10. 26
Введение
Рабочая тетрадь предназначена для учащихся УО «Лепельский государственный аграрно – технический колледж»
В тетрадь включены задания и вопросы разного уровня сложности. Использование тетради сокращает и облегчает выполнение лабораторных работ, освобождает время для выполнения творческих заданий.
Лабораторная работа № 1
Изучение изотермического процесса.
Цель работы: изучить параметры изотермического процесса, экспериментально проверить справедливость закона Бойля-Мариотта.
Время выполнения - 1 час
Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы):
стеклянная трубка диаметром 10-12 мм и длиной 60 см, запаянная с одного конца; мензурка (250 мл) с водой комнатной температуры; измерительная лента (линейка); барометр.
Вывод расчетной формулы
Согласно закону Бойля—Мариотта при постоянной температуре параметры p1 и V 1 начального состояния газа данной массы и параметры p2 и V2 его конечного состояния связаны соотношением
p1V1= p2V2.
Исследуемым газом в выполняемой работе является воздух, находящийся внутри прозрачной стеклянной трубки с пробкой на конце (рис. 1).
Поскольку внутренняя полость трубки имеет форму цилиндра и площадь S её поперечного сечения одинакова по всей длине трубки, то
V1 = Sl1 и V2= Sl2,
где l1 и l2 — длины столба воздуха в трубке в начальном и конечном состояниях соответственно.
Поэтому уравнение закона перепишется в виде
p1Sl1= p2Sl2 или 
При выполнении работы проверяют справедливость этого равенства.
Ход работы
| l1, м | p1, Па | Δ L, м | h, м | l2, м | p в, Па | p2, Па | 
| ε, % |
Порядок выполнения работы:
1. Измерьте линейкой длину l1 ________столба воздуха в трубке в начальном состоянии.
2. Измерьте давление p1 ______воздуха в начальном состоянии, используя барометр (или посмотрите атмосферное давление на данный момент p1 ______в интернете).
3. Заполните мензурку водой комнатной температуры.
4. Погрузите в мензурку с водой трубку так, чтобы её открытый конец оказался у дна мензурки (см. рис.2).
5. Наблюдайте за поступлением воды в трубку. Когда оно прекратится, измерьте длину ∆L ________столба воды, вошедшей в трубку.
6. Измерьте разность уровней h _________воды в мензурке и трубке.
7. Вычислите длину l2 столба воздуха в трубке в конечном состоянии: l2= l1 – ∆L. ___________________________________________________________
8. Вычислите давление рв столба воды по формуле р в =ρgh,
__________________________________________________________________
где ρ — плотность воды (ρ=1000 кг/м3). Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2.
9. Вычислите давление р2 воздуха в трубке в конечном состоянии: р2= р1+ р в.
__________________________________________________________________
10. Вычислите отношение 
. Результат вычисления запишите в таблицу.
__________________________________________________________________
11. Различие между теоретически ожидаемым () и экспериментально полученным (
) результатами позволяет оценить относительную погрешность экспериментального подтверждения закона Бойля-Мариотта
12. Сделайте вывод о выполнении или невыполнении (или выполнении с небольшой погрешностью) изотермического закона Бойля-Мариотта по полученным в ходе работы результатам. (P.S. Для того, чтобы утверждать о выполнении закона нужно этот закон сначала сформулировать, а затем показать конкретный результат, найденный в работе, который его подтверждает.)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________
Контрольные вопросы:
1. При каких условиях для определения параметров состояния газа можно использовать уравнение pV = const?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Почему при выполнении данной работы процесс изменения объёма воздуха можно считать практически изотермическим?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Что влияет на точность полученных результатов?
__________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 2
«Изучение изобарного процесса»
Цель: исследовать зависимость объема газа данной массы от температуры при постоянном давлении.
Время выполнения - 1 час
Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы): стеклянная трубка; пластилин; термометр; сосуд с горячей водой; сосуд с водой комнатной температуры; измерительная лента (линейка).
Вывод расчетной формулы
Для проверки закона Шарля измерим объем и температуру одного и того же количества газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверим правильность равенства
. p=const
Поскольку внутренняя полость трубки имеет форму цилиндра и площадь S её поперечного сечения одинакова по всей длине трубки, то
V1 = Sl1 и V2= Sl2,
где l1 и l2 — длины столба воздуха в трубке в начальном и конечном состояниях соответственно.
Поэтому уравнение закона перепишется в виде
или 
При выполнении работы проверяют справедливость этого равенства.
Ход работы
| № опыта | l1, м | T1, K | l2, м | T2, K | 
| ε, % |
| Среднее значение | – | – | – | – |
Порядок выполнения работы:
1. Измерьте линейкой длину l1 _____________столба воздуха в трубке в начальном состоянии.
2. Поместите трубку открытым концом вверх на 3-5 мин в сосуд с горячей водой (рис.1, а).
3. Измерьте температуру воды в трубке T1, K. _________________
4. Плотно залепите открытый конец трубки пластилином. Выньте трубку из сосуда с горячей водой и сразу же опустите ее в сосуд с водой комнатной температуры закрытым концом вниз (рис.1, б). Под водой снимите пластилин.
5. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После окончания подъема воды (рис.1, в) объем воздуха в трубке станет V2, а давление p=po-ρgh.
6. Для того чтобы давление воздуха в трубке стало атмосферным, необходимо опустить трубку в сосуд до такой глубины, чтобы уровни воды в трубке и сосуде были одинаковыми (рис.1, г) Это и будет второй объем воздуха в трубке при температуре T2.
Измерьте температуру T2 _______________ и высоту l2 _______________ воздушного столба в трубке. Результаты измерений занесите в таблицу.
7. Эксперимент повторите несколько раз. Результаты измерений запишите в таблицу.
8. Вычислите отношение 
для каждого случая. Вычислите среднее значение 
ср. Результаты вычисления запишите в таблицу
____________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Различие между теоретически ожидаемым (
) и экспериментально полученным () результатами позволяет оценить относительную погрешность экспериментального подтверждения закона Шарля
10. Сделайте вывод о выполнении или невыполнении (или выполнении с небольшой погрешностью) изобарного закона Шарля по полученным в ходе работы результатам.
(P.S. Для того, чтобы утверждать о выполнении закона нужно этот закон сначала сформулировать, а затем показать конкретный результат, найденный в работе, который его подтверждает.)
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы:
1. Почему необходимо выдерживать стеклянную трубку в горячей воде в течение 3-5 минут?
__________________________________________________________________________________________________________________________
2. Почему после погружения стеклянной трубки в сосуд с водой комнатной температуры и снятия пластилина вода по трубке поднимается вверх?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Почему при одинаковых уровнях воды в сосуде и в стеклянной трубке давление воздуха в трубке равно атмосферному?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Суперзадание:
Используя оборудование для данной лабораторной работы, барометр
анероид и штангенциркуль, определите массу воздуха в трубке.
Лабораторная работа № 3
«Измерение абсолютной и относительной влажности воздуха»
Цель работы: закрепить понятие о влажности воздуха и способах ее измерения; определить абсолютную и относительную влажность воздуха, точку росы; научиться пользоваться справочными таблицами: «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры», «Психрометрическая таблица», приборами для измерения влажности воздуха – психрометром.