Физика - Поурочные планы к учебникам Г. Я. Мякишева, С. В. Громова и В. Л. Касьянова 10 класс
Лабораторная работа «Определение атмосферного давления» - МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Ход урока
Содержание и метод выполнения работы
Атмосферное давление определяется по изотермическому изменению объема столба воздуха.
В открытой с обоих концов U-образной трубке давление в обоих коленах одинаково и равно атмосферному Ра. Если, перемещая правое колено, установить в левом колене уровень воды на расстоянии l1 от верхнего конца, то объем воздуха в левом колене будет V1 = Sl1, где S - площадь сечения трубки (рис. 121).
Если теперь, закрыв это колено пластиковой пробкой, начать опускать правое колено, то длина столба воздуха в левом колене будет увеличиваться, а его давление соответственно уменьшаться, поскольку теперь атмосферное давление уравновешивается еще и давлением столба воды высотой Δh. Когда трубка примет вертикальное положение, высота столба воздуха будет l2, а его объем V2 = Sl2. Процесс расширения воздуха можно считать изотермическим. Уравнение процесса запишется так: 
где Δр = cgh, откуда легко найти атмосферное давление: 
Оборудование: прозрачная эластичная трубка или две стеклянные трубки, соединенные резиновой; пластилин; измерительная линейка с миллиметровыми делениями; стакан с водой.
Ход работы
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.
|
№ опыта |
l1, м |
l2, м |
h, м |
с, кг/м3 |
ca, Па |
|
|
|
|
|
|
|
2. Налейте в трубку воду и измерьте высоту l1 столба воздуха в левом колене при открытых обоих коленах.
3. Аккуратно закройте пластилином левое колено и осторожно опустите правое колено, придав трубке вертикальное положение.
4. Измерьте высоту l2 столба воздуха в левом колене.
5. Измерьте высоту столба воды в трубке и по формуле (2) рассчитайте значение атмосферного давления. Плотность воды принять равной 1000 кг/м3, ускорение свободного падения 9,81 м/с2.
6. Повторите опыт 2-3 раза и вычислите среднее значение атмосферного давления.
7. Если в вашем распоряжении имеется барометр-анероид, сравните полученный результат с его показаниями.
8. Оцените погрешность проведенных измерений и сделайте вывод.
Дополнительное задание. Предложите способы повышения точности измерения атмосферного давления.
Контрольные вопросы
1. Возможен ли опыт Торричелли с использованием вместо ртути любой другой жидкости?
2. Чем обусловлено существование атмосферного давления на Земле? Почему с увеличением высоты давление уменьшается?
Домашнее задание
П. 71, задачи на с. 182 (6-7).