Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM, VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG, ĐẠI HỌC
Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 1 KHƒO SÁT H› VŠT CHUYšN ĐËNG TÀNH TI˜N - QUAY, XÁC ĐÀNH MƠ-MEN QN TÍNH CÕA BÁNH XE VÀ LÜC MA SÁT Ê TRÖC 1.1 Nguyên lý ý nghĩa vêt lý cừa thớ nghiằm í ngha vêt lý: Vợi bở thiát b gỗm quÊ nng chuyn ởng tnh tián liờn kát vợi mởt bỏnh xe quay quanh mởt trửc cè đành, ta ti¸n hành kh£o sát chuyºn đëng cõa h» vªt xác đành lüc ma sát f ms ð ê trưc quay, mơ-men qn tính I cõa bánh xe sð áp dưng đành luªt b£o tồn c nng Nguyờn lý o: Xột mởt hằ vêt gỗm mët bánh xe khèi lưđng M có trưc quay O 1O2 n¬m ngang mët qu£ n°ng khèi lưđng m liờn kát vợi bỏnh xe bơng mởt sủi dõy khụng dón quĐn xớt thnh mởt lợp trờn trửc quay cõa bánh xe Ban đ¦u, bánh xe M khơng quay v quÊ nng m ựng yờn tÔi v trớ A cú cao h1 so vợi v trớ thĐp nhĐt B cõa nó, nên th¸ dü trú cõa h» vªt mgh1 Khi ta th£ cho h» vªt chuyºn đëng dưỵi tác dưng cõa trång lüc ~ = ~ qu£ n°ng m s³ P mgez chuyºn đëng tành tián tứ A án B vợi gia tốc ~a, ỗng thíi bánh xe M dưỵi tác dưng cõa mơ men ~ lỹc tÔo ra, s quay quanh trửc cừa vỵi gia tèc góc b Trong q trình chuyºn đëng này, mv th¸ mgh1 cõa h» vêt chuyn dƯn thnh ởng nng tnh tián cừa qu£ n°ng m, đëng quay cõa bánh xe Iw (vỵi I mơ men qn tính cõa bánh xe ối vợi trửc quay) v mởt phƯn b tiờu hao đº th-ng công cõa lüc ma sát Ams = fmsh hai ê trưc O1O2 Áp dưng đành luªt bián ời v bÊo ton c nng ối vợi hằ vêt chuyn ởng quay tnh tián trờn oÔn ớng AB = h1, ta có: mgh1 mv = + Iw 2 +f h ms (1.1) v l vên tốc di cừa quÊ nng m tÔi trí B w vªn tèc góc tương ựng cừa bỏnh xe M tÔi cựng v trớ ú fms lüc ma sát hai ê tröc O 1O2 Khi tợi v trớ thĐp nhĐt B, bỏnh xe M ti¸p tưc quay theo qn tính, qu£ n°ng m sau mët q trình tương tác vỵi dây treo x£y mët kho£ng thíi gian Dt r§t ng-n làm véc-tơ vªn tèc cõa đêi chi·u (tương tü nh mởt quỏ trỡnh va chÔm n hỗi), chuyn ởng lờn cao Kát quÊ l lm cho sủi dõy lÔi tü cuèn vào tröc quay nâng qu£ n°ng m lờn án v trớ C cú cao h2, vợi (h2 < h1) TÔi v trớ C, thá nng cừa hằ vêt bơng mgh < mgh1 Nh vêy, giÊm thá nng cừa hằ vêt trờn oÔn ớng ABC có đë dài têng cëng (h + h2) có giá trà b¬ng cơng c£n cõa lüc ma sát hai ê tröc O 1O2, tùc là: Báo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng mgh1 mgh2 = fms (1.2) suy ra: (1.3) fms = mg h1 h2 h1 + h2 Vì qu£ n°ng m chuyºn đëng thng nhanh dƯn ãu trờn oÔn ớng AB = h kho£ng thíi gian t nên vªn tèc v cừa nú tÔi v trớ thĐp nhĐt B cú giỏ tr bơng: v = 2h (1.4) t Vên tốc v vªn tèc dài cõa mët điºm trờn trửc quay cừa bỏnh xe M tÔi thới im t , nú liờn hằ vợi vên tốc gúc w bán kính r cõa trưc quay bði h» thùc: v = wr nên ta có: w = 2h = 4h 1 tr td (1.5) vỵi d = 2r đưíng kính cõa trưc O 1O2 Thay (1.3), (1.4), (1.5) vào (1.2), ta tìm đưđc mơmem qn tính I cừa bỏnh xe ối vợi trửc quay cừa nú bơng: I= h (h + h ) (1.6) gt md 1 h2 Trong thí nghi»m này, n¸u bi¸t khèi lưđng m cõa qu£ n°ng ta có thº xác đành lüc ma sát fms cõa ê trưc quay mơmen qn tính I cõa bánh xe theo cơng thùc (1.3), (1.6) b¬ng cách đo đưíng kính d cõa trưc quay, thíi gian chuyºn đëng t cừa hằ vêt trờn oÔn ớng AB v di cừa cỏc oÔn ớng i h 1;h2 cừa hằ vêt 1.2 TrÊ lới cõu họi 1.2.1 Mổ tÊ thiát b thẵ nghiằm v phữỡng phĂp xĂc nh mổ-men quĂn t½nh cõa b¡nh xe v lüc ma s¡t cõa ê trửc Cỏc dửng cử thớ nghiằm bao gỗm: Bở thiát b vêt lý BKM-050 Thợc kàp 150mm, xác 0,02mm Máy đo thíi gian hi»n sè MC-964 (đë chia nhä nh§t 0,001s 0,01s) Cêng quang iằn hỗng ngoÔi Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng Dõy tớn hiằu cú hai Ưu phớch chõn Vã bở thớ nghiằm thiát b vêt lý BKM-050: Thiát b sỷ dửng xỏc nh lüc ma sát cõa ê trưc mơmen qn tính I cừa bỏnh xe CĐu tÔo cừa nú bao gỗm: Giá đï G b¬ng thép èng inox, cao 1,20m g-n thng ựng trờn tĐm thộp cú vớt chnh thăng b¬ng Bánh xe khèi lưđng M có trưc quay đ°t tüa hai ê trưc O 1O2 Sđi dây dài l khơng dãn, có đ¦u bc vào trưc quay cừa bỏnh xe, Ưu dợi buởc quÊ nng, cú th quĐn thnh mởt lợp xớt trờn trửc quay Thưỵc th¯ng milimét T Cêng quang QĐ có thº dàch chuyºn dåc theo thưỵc T Hëp đi·u khiºn khði đëng Đ (có nút b§m F-3-2-1) cêng quang đi»n QĐ nèi vỵi máy đo thíi gian hi»n sè MC-964, dùng tü đëng đo kho£ng thíi gian chuyºn ởng cừa quÊ nng m Vã ỗng hỗ o thới gian hiằn số MC-964: Mt trợc cú cỏc chi tiát sau: Mët núm Thang đo dùng chån thang đo thíi gian : 9,999s ho°c 99,99s Mët núm MODE dùng chån kiºu đo thíi gian: A, B, A+B, A$B n Mët cûa thíi gian dùng hiºn th số o thới gian gỗm bốn số ch th bơng LED (7 thanh) v mởt dĐu chĐm thêp phõn tü đëng dàch chuyºn ta chån thang đo Mët nút nh§n RESET dùng đưa sè hiºn thi cûa thíi gian v· 0.000 M°t sau có cơng-t-c ON-OFF dựng úng ng-t iằn cĐp cho ỗng hỗ v ba ê c-m năm chân A, B, C : ê A ủc nối vợi cờng quang iằn E, vứa cĐp đi»n cho cêng E vøa nhªn tín hi»u tø E gûi v· ê B đưđc nèi vỵi cêng quang đi»n F, có chùc Ê C có nguỗn mởt chiãu 14V, dựng cĐp dũng mởt chiãu cho nam châm đi»n N Nam châm đi»n N có thº đưđc c§p đi»n tø ê A ho°c B Vi»c đi·u khiºn đóng ng-t đi»n cho nam châm đi»n N v ởng ỗng hỗ o thới gian MC – 964 đưđc thüc hi»n nhí hëp cơng-t-c kép Đ Khi c-m phớch iằn cừa ỗng hỗ o thới gian vào ê đi»n ~220V b§m cơng-t-c ON-OFF cõa LED ch¿ sè cûa thới gian s phĐt sỏng v ỗng hỗ sđn sng hoÔt ởng Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng Cờng quang iằn gỗm mởt iụt D1 phỏt tia hỗng ngoÔi, v mởt iụt D2 nhên tia hỗng ngoÔi tứ D1 chiáu sang Dũng iằn cung cĐp cho D1 ủc lĐy tứ ỗng hỗ o thới gian hi»n sè MC-964 Khi đáy qu£ n°ng m vào cờng quang iằn Q v ch-n chựm tia hỗng ngoÔi chi¸u tø D1 sang D2 D2 s³ phát tớn hiằu truyãn theo dõy dăn tợi ỗng hỗ o thới gian hiằn số MC-964 v iãu khin ỗng hỗ hoÔt ởng C chá ny cho phộp úng ng-t bở ám cừa ỗng hỗ o thới gian MC-964 hƯu nh khơng có qn tính Phương pháp đo: Phương pháp đo cỏc Ôi lủng yờu cƯu cú th ủc khỏi quỏt bưỵc sau: L-p ráp đi·u ch¿nh thiát b: c-m dõy nối hởp H vợi A cừa ỗng hỗ, cờng quang iằn nối vợi B cõa máy Ta c-m đi»n, chuyºn MODE sang trí A $ B v gÔt thang o sang chá 9,999 Kiºm tra trí th§p nh§t B, cân ch¿nh lÔi thiát b cho cõn bơng náu cƯn v thỷ ỗng hỗ bơng cỏch nõng lờn v hÔ xuống quÊ nng tÔi B Quay bỏnh xe a vêt lờn cao h 1, phanh lÔi v tớnh giỏ trà h = ZA ZB ‡n RESET máy o thới gian, bĐm nỳt mỏy b-t Ưu ám v úng mÔch cho cờng quang iằn Ghi lÔi giỏ tr trờn ỗng hỗ v quan sỏt cao h = ZC ZB m vêt Ôt đưđc sau đêi hưỵng chuyºn đëng Dùng thưỵc kàp o lƯn ớng kớnh d, cõn quÊ nng m bơng cõn thớ nghiằm Mụ-men quỏn tớnh l Ôi lưđng đ°c trưng cho mùc qn tính cõa mët vªt chuyºn đëng quay quanh mët tröc xác đành Đơn đo kgm 1.2.2 Khi ti¸n h nh php o, tÔi phÊi quĐn sủi dƠy treo qu£ n°ng m tr¶n trưc quay cõa b¡nh xe th nh mởt lợp xẵt nhau? Náu quĐn sủi dƠy th nh nhiãu vỏng chỗng cho lản cõ ữủc khổng? Vi»c khơng thüc hi»n qu§n vòng dây xít s³ khi¸n cho đưíng kính vòng dây bà tăng lên, tÔo sai số d (trớng hủp cỏc vũng dây cách xa phương cõa lüc căng thay đêi ti¸n trình thí nghi»m, mà lưđng chuyºn hóa mët ph¦n thành dao đëng cõa vªt m) M°t khác, mơ-men qn tính cõa bánh xe phư thc vào đưíng kính trưc, k¸t qu£ q trỡnh nhÊ dõy s dăn án nhỳng số liằu o đưđc khơng đưđc xác Vì vªy, ta khơng thº quĐn nhiãu vũng chỗng chộo lờn m phÊi quĐn dây xít vào 1.2.3 V¼ câ thº xem quĂ trẳnh tữỡng tĂc giỳa quÊ nng v dƠy treo l m ời chiãu vên tốc quÊ nng tÔi v trẵ thĐp nhĐt B nhữ l quĂ trẳnh va chÔm n hỗi? Vên dửng cĂc kián thực vêt lỵ  biát mổ tÊ v giÊi thẵch diạn bián cừa quĂ trẳnh trản nhữ thá n o? Mởt quỏ trỡnh va chÔm n hỗi cú sỹ thay ời vã vên tèc ~ bði lüc tương tác kho£ng thíi gian r§t ng-n đưđc b£o tồn ~ lợn v F Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng Trong thớ nghiằm, vêt nng m di chuyºn xng trí B có vªn tèc l ~v TÔi v trớ B, dõy ó ủc nhÊ tỵi chi·u dài tèi đa nên lüc căng dây ~ tÔo cho vêt mởt gia tốc khỏ lợn ~ T a ôhómằ vêt lÔi tÔi v trớ ú Do quỏn tớnh nờn bỏnh xe văn tiáp tửc quay kéo vªt lên - tùc vªn l0 tèc đêi chiãu, nhng cha biát chớnh xỏc lợn s bơng Lưu ý r¬ng tồn bë q ~0 trình khơng x£y m§t mát v· m°t nên ~ = v , tương tác thíi gian d r§t bé nên v t q trình h»t va chÔm n hỗi 1.2.4 Trong b i thẵ nghiằm n y, sai số n o l chừ yáu? GiÊi thẵch Sai số ngău nhiờn l chừ yáu vỡ: BĐm nỳt sè hëp đi·u khiºn, thíi gian giúa lúc ỗng hỗ b-t Ưu ám v vêt ủc thÊ cú th ỏng k so vợi chia nhọ nhĐt cừa ỗng hỗ l 0,001s õy l sai số thiát b v thao tỏc gõy Viằc o Ôc cỏc giỏ tr h1;h2 bơng m-t thớng kộm chuân xỏc BĐm nỳt F dứng vêt lÔi tÔi cao lợn nhĐt h cú th b sai lằch ngưíi thüc hi»n thí nghi»m 1.3 Báo cáo thí nghi»m Khèi lưđng qu£ n°ng: m = 0;248 0;0001kg Đë xỏc cừa thợc kàp: 0;02mm chớnh xỏc cừa mỏy đo thíi gian MC-964: 0;001s Đë xác cõa thưỵc mi-li-mét T: 1mm Đë cao cõa trí A: h1 = 610 1mm L¦n đo TB d(mm) 8,00 8,00 8,20 8,00 8,00 8,04 Dd(mm) 0,04 0,04 0,16 0,04 0,04 0,06 t(s) 6,384 6,513 6,537 6,492 6,504 6,486 Dt(s) 0,102 0,027 0,051 0,006 0,018 0,0408 Hình 1: B£ng k¸t qu£ đo thüc nghi»m Dd = (Dd)dc + Dd = 0;02 + 0;06 = 0;08(mm): Dt = (Dt)dc + Dt = 0;001 + 0;0408 = 0;0418(g): Dh2 = (Dh2)dc + Dh2 = 1;36 + = 2;36(mm): h2(mm) 457 461 4,61 462 460 460,2 Dh2(mm) 3,2 0,8 0,8 1,8 0,2 1,36 Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng Lỹc ma sỏt trửc: Sai số t¿ đèi trung bình: d= Df ms = Dm + Dg + 2(h Dh + h Dh ) 2 = 1 10 0;01 2(610:1;36 + 460;2:1) + + = 0;018: 248 9;86102 ; 2 460;2 fmsmgh2h20 Giá trà trung bình: = mg h = 0;248:9;8: 640460;2 = 0;340(N): h2 f ms 610 + 460;2 h1 + h2 Sai sè tuy»t đèi: D fms = d : fms = 0;018:0;34 = 0;006(N): K¸t qu£ phép đo lüc ma sát fms là: fms = fms D fms = 0;340 0;006(N): Mơ-men qn tính I cõa bánh xe: Ta coi g¦n đúng: I mg h+2 td h1(h1 + h2) Sai sè trung bình cõa mơ-men qn tính I: + = m +g d = l Dm Dg h1 2h + h (1.7) h2 Dh2 + h1 + h Dl d Dh + dd h1 Giá trà trung bình cõa mơ-men qn tính I: I = m gh1 (h + h2) h2 td Sai sè tương đèi trung bình cõa mơ-men qn tính I: +t = 1;165:10 (kg:m ) Dt = 0:023(kgm ) (1.8) Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng DI = d I = 1;165:0;018:10 = 20;97:10 (kg:m ) K¸t qu£ đo mơ-men qn tính I: I = I DI = 1;165:10 0;021:10 Nhªn x²t: Phữỡng phĂp cho kát quÊ o tữỡng ối phũ hủp, vỵi sai sè l nhä Báo cáo thí nghi»m Vêt lý Ôi cng KHO ST HIN TẹNG CËNG HƯÐNG SĨNG DØNG TRONG CËT KHƠNG KHÍ XÁC ĐÀNH VŠN TÈC TRUY—N ÂM TRONG KHƠNG KHÍ 2.1 Ngun lý mưc đích cõa thí nghi»m Mưc đích thí nghi»m: Kh£o sát sü truy·n sóng âm cët khơng khí, sỹ tÔo thnh súng dứng v hiằn tủng cởng hng súng dứng Xỏc nh bợc súng v vên tốc truyãn õm khụng khớ Nguyờn lý o: 2.1.1 Sỹ tÔo thành sóng âm vªn tèc truy·n sóng âm khụng khớ Phng trỡnh truyãn súng dÔng tờng quỏt: ả ! = U v 2U D! ¶t (2.1) Trong h» tåa đë Đ· ba chi·u toán tû Laplace cú dÔng: ả2 ả2 D= ảx + + ¶2 ¶z ¶y (2.2) Trong trưíng hđp sü truy·n sóng ch¿ x£y theo mët chi·u x, phương trỡnh truyãn súng cú dÔng: 2 (2.3) ả U = v 2¶ U ¶t Nghi»m cõa phương trình (2.3) cho ta: ¶x U(x;t) = U1(x + vt) +U2(x vt) (2.4) N¸u dao đëng kích thích mët dao ởng iãu hũa thỡ chỳng cú dÔng: U = U0 sin x x w(t + v ), U2 = U0 sin w(t v ) Vªn tèc truy·n sóng âm v đưđc xác đành theo cơng thùc: v=s r E (2.5) 2.1.2 Sóng døng hi»n tưđng cëng hưðng sóng døng cët khơng khí SĨNG ÂM TRUY—N TRONG ÈNG MËT ІU KÍN MËT ІU HÐ Ta có phương trỡnh truyãn súng tờng hủp tÔi im M cỏch N mët kho£ng L=MN gây bði Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng súng õm phỏt tÔi nguỗn N (x1M) v súng õm phÊn xÔ (x2M) cừa nú: y l cos2p f t xM = x1M + x2M = 2a0 sin 2p y Vỵi: x = a sin 2p f (t + ), x = 1M v y a sin 2p f (t 2M o (2.6) ) Phương trình (2.6) cho th§y biên đë v y cõa sóng õm tờng hủp tÔi M: a = 2a0 sin(2p l ) Khi đi·u ki»n cëng hưðng sóng døng L = (2k l 1) đưñc thäa mãn, ta suy ra: l Biờn súng dứng bơng tÔi cỏc v trí : y = k , vỵi k = 0, 1, l Biên đë sóng døng Ôt cỹc Ôi tÔi cỏc v trớ: y = (2k + 1) , vỵi k = 0, 1, l Kho£ng cách giúa hai nút sóng liên tiáp cỏch ãu v bơng TRNG HẹP HAI ІU HÐ Trong trưíng hđp c£ hai đ¦u đ·u h, cú cởng hng súng dứng, tÔi hai Ưu hð cõa èng đ·u böng dao đëng, hay nút áp su§t Đi·u ki»n cëng hưðng sóng døng trưíng hđp là: L = kl (2.7) vỵi k = 1, 2, 3, 2.2 Tr£ líi câu họi 2.2.1 Viát phữỡng trẳnh truyãn sõng mổi trữớng n hỗi Nảu ró ỵ nghắa vêt lỵ cừa phữỡng trẳnh n y GiÊ sỷ cú mởt dao ởng xuĐt hiằn trờn mởt phƯn tỷ ang nơm tÔi v trớ cõn bơng mụi trớng n hỗi Do c tớnh n hỗi cừa mụi trớng, phƯn tỷ nơm th tớch bờn cÔnh cng b lụi kộo dch chuyn khọi trí ban đ¦u cõa nó, dao đëng cù thá ủc truyãn lan khụng gian tÔo thnh súng Sü truy·n sóng đưđc mơ t£ bði phương trình truy·n súng dÔng tờng quỏt: ả ! U = v 2U ¶t (2.8) D! ! Ð D tốn tû Laplace, v vªn tèc truy·n sóng, U (r;t) hàm mô t£ sü dàch chuyºn cõa ph¦n tû mơi trưíng khơng gian thíi gian Ý NGHĨA VŠT LÝ Trong h» tåa đë Đ· ba chiãu, toỏn tỷ Laplace cú dÔng: D= ả 2 ¶x + ¶ ¶y ¶ + ảz (2.9) Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cương 10 Trong trưíng hđp sü truy·n sóng ch¿ x£y theo mët chi·u x, phương trình truy·n sóng có dÔng: 2 ả U =v ả U ¶t ¶x (2.10) Nghi»m cõa phương trình (2.10) cho ta: U(x;t) = U1(x + vt) +U2(x vt) Trong U1 U2 hai hàm tùy ý, kh£ vi hai lƯn, cú dÔng tựy thuởc loÔi dao ởng iãu x hũa thỡ chỳng cú dÔng: U1 = U0 sin w(t + ) v x U2 = U0 sin w(t ) (2.11) (2.12) v Đó hai sóng đi·u hòa truyãn theo hai hợng ngủc Vên tốc truyãn súng âm v đưđc xác đành theo cơng thùc: s v= E r (2.13) Trong đó: mªt đë, E mụ un n hỗi Náu mụi trớng truyãn súng õm khí lý tưðng dao đëng cỏc bián thiờn vã ỏp suĐt khớ v mêt khí giúa điºm lân cªn đưđc truy·n lan mơi trưíng Trong q trình truy·n sóng âm, khí b dón nhanh án mực cú th coi l oÔn nhiằt Cỏc phộp tớnh ch số oÔn nhiằt g=Cp Cv b¬ng biºu thùc: v= r gM RT (2.14) Trong đó: R h¬ng sè khí lý tưðng R=8,31 J/molK, T nhi»t đë tuy»t đèi, M khèi lưñng cõa mol khơng khí (M=0,0288kg/mol) Cơng thùc (2.14) cho th§y vªn tèc truy·n âm khơng khí khơng phư thc áp su§t khí mà ch¿ phư thc nhi»t đë T ỗng thới, náu o ủc vên tốc truyãn õm khơng khí v, ta có thº tính đưđc ch¿ sè oÔn nhiằt Cp=Cv cừa khụng khớ 2.2.2 nh nghắa sõng døng v hi»n t÷đng cëng h÷ðng sâng døng Sóng døng sóng có nhúng nút nhúng bưng cè đành khụng khớ Cỏc v trớ bửng l cỹc Ôi cõa biên đë, trí nút cüc tiºu cõa biên đë Đi·u ki»n đº có sóng døng: Mët đ¦u cè đành mët đ¦u hð: L = (2k 1) l4 vỵi k=1,2,3 Báo cáo thí nghi»m Vêt lý Ôi cng 24 g = 4p :L T2 l T = 2p g 4.2.5 º x¡c ành chu ký dao ëng cõa l-c thuªn nghàch, tÔi khổng o tứng chu ký m phÊi o nhiãu chu ký (50 chu ký chng hÔn)? Khi o nhữ vêy, kh-c phửc ữủc nhỳng sai số n o? Sai số cừa php o ữủc tẵnh nhữ thá n o? Đº xác đành chu kì chu kì dao đëng cõa l-c thuªn nghàch ta ph£i đo nhi·u chu kỡ vỡ khc phửc nhỳng sai số ngău nhiờn đo vªy ta có thº kh-c phưc đưñc sai sè cõa phép đo sai sè cõa dưng cư đo Sai sè cõa phép đo đưđc tính theo công thùc: DT = (DT ) dc + DT 4.2.6 Viát cổng thực tẵnh sai số php o g bơng l-c thuên nghch? Trong cổng thực õ sai số cừa số p ữủc xĂc nh nhữ thá n o ? Sai sè phép đo g b¬ng l-c thuªn nghàch đưđc tính theo cơng thùc: Dg = d :g = DL + T + p :g L 2DT 2Dp ú náu lĐy p=3,14 thỡ giỏ tr sai sè cõa sè s³ b¬ng: Dp=0,01 4.3 Báo cáo thí nghi»m Và trí gia trång C(mm) x0 = 0mm x0 + 40 = 40mm x0 = 10;7mm 50T1 50T2 83,81 83,77 84,12 84,23 83,96 83,99 Hình 10: B£ng TÔi v trớ tốt nhĐt x1 l-c vêt lý trð thành thuªn nghàch T1 = T2 = T L¦n đo TB 50T1 D(50t1) 50T2 D(50t2) 83,97 83,96 83,97 83,97 0,01 0,001 84,00 84,01 84,02 84,01 0 0,01 0,003 Hình 11: B£ng Xác đành chu kỳ dao đëng cõa l-c thuên nghch: Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 25 Hình 12: Dü đốn trí x1 Căn cù vào hình 11, tính chu kỳ dao đëng T cõa l-c thuªn nghàch trung bình cõa giá trà đo đưñc cõa 50T_1 50T_2: * Sai số ngău nhiờn cừa phộp o T: DT = : D(50t1) + D(50T2) 50 = 0;0006(s) * Sai sè döng cö cõa phép đo T: 0,001 * Sai sè phép đo T: DT = (DT )dc + DT = 0,0016 * Gia tèc trång trưíng: g= 4p2:L 4p2:0;70 = = 9;8636(m=s2) T 22 1;6798 * Sai sè cõa Gia tèc trång trưíng: d = Dg = DL + 2DT + 2Dp = 0;001 + 2:0;0016 + 2:0;01 = 0;0087 gLTp0;701;6798p * Sai sè tuy»t đèi: Dg = d g = 0;08618 * K¸t qu£ phép đo: g Dg = 9;86 0;01(m=s ) Nhên xt: Kát quÊ phũ hđp vỵi dü o¡n, vỵi sai sè l nhä Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 26 KHƒO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH CÂN BŒNG NHI›T ĐËNG XÁC ĐÀNH T SÈ NHI›T DUNG PHÂN TÛ CP=CV CÕA CH‡T KHÍ 5.1 Ngun lý mưc đích cõa thí nghi»m Mưc đích thí nghi»m: Kh£o sát q trình bi¸n ời trÔng thỏi cõn bơng nhiằt ởng cừa mởt khối khơng Cp khí chùa bình xác đành t sè nhi»t dung phân tû g = cõa khèi khí Cv Nguyên lý đo: NHI›T DUNG PHÂN TÛ CÕA CH‡T KH TrÔng thỏi cừa khối khớ ủc c trng bi cỏc Ôi lủng: ỏp suĐt p, th tớch V, nhiằt T ối vợi mol khớ, cỏc Ôi lủng ny liờn hằ vợi bi phng trỡnh trÔng thỏi : pV = RT (5.1) ð R = 8,31J/mol.K l hơng số chĐt khớ Khi truyãn lủng nhiằt d Q cho khèi khí có khèi lưđng m, khèi khí s³ nóng lên nhi»t đë cõa tăng thêm mët lưñng dT Theo đành nghĩa, nhi»t dung riêng c cừa chĐt khớ l Ôi lủng o bơng lủng nhiằt cƯn truyãn cho kilụgam chĐt khớ nhiằt cõa tăng thêm đë Do đó: c= dQ m:dT Náu l khối lủng cừa mol chĐt khớ nhi»t dung phân tû cõa ch§t khí s³ là: C = m:c = d Q (5.2) (5.3) dT Đơn đo cõa c J/ kg.K, cõa C J/mol.K cõa m kg/mol Nhi»t dung cõa ch§t khí phư thc đ°c điºm q trình nung nóng Đº chựng minh iãu ny, ta ỏp dửng phng trỡnh trÔng thái khí lý tưðng ngun lý thù nh§t cõa nhi»t đëng lüc håc Theo nguyên lý này: Đë bi¸n thiên nëi dU cõa mët h» nhi»t đëng quỏ trỡnh bián ời trÔng thỏi no ú ỳng bơng lưđng nhi»t d Q cơng d A mà h» nhªn tø ngồi vào q trình đó, tùc là: dU = d A + d Q (5.4) Ð d A = pdV , vỵi p áp suĐt v dV l bián thiờn th tớch cừa khèi khí Rút d Q tø (5.4) thay vào (5.3), ta tìm đưđc: Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng 27 C = dU +p:dV (5.5) dTdT Trong q trình đ¯ng tích: V = cte, nên dV = d A = Khi ta suy nhi»t dung phân tû đ¯ng tích Cv : Cv = dU dT (5.6) Trong trình đ¯ng áp : p = const, nên dp = l§y vi phân cõa phương trình (5.1) ta có : p.dV = R.dT, suy nhi»t dung phân tû đ¯ng áp (5.7) Cp : C p = C v + R Công thùc (5.6) cho th§y Cp > Cv, nên Cp > Cv QUÁ TRÌNH ĐO„N NHI›T T¿ sè g= (5.8) Cp Cv Quỏ trỡnh oÔn nhiằt l quỏ trỡnh bián ời trÔng thỏi m hằ khụng trao ời nhiằt vợi ngồi, tùc d Q = Khi (5.4) vi¸t thành : dU = d A Rút dU tø (5.5) thay vào (??) , ta đưñc : CV dT = p:dV (5.9) Ta tìm đưđc: +V d p p dV hay Cp˘Cv = Cv dp = p = C (5.10) p Cv Cp dV (5.11) Cv V Thüc hi»n phép tích phân, ta tìm đưđc phương trỡnh oÔn nhiằt : p:V g = const vợi g = Cp Cv t sè nhi»t dung phân tû cõa ch§t khí - gåi h» sè Poisson Phương trình (5.11) chùng tä trình dãn nð oÔn nhiằt, th tớch V tng thỡ ỏp suĐt p gi£m nhanh nhi·u so vỵi q trình ng nhiằt (p.V= const) Nghiờn cựu quỏ trỡnh oÔn nhiằt cú ý ngha rĐt quan trồng lý thuyát nhiằt đëng håc, cho phép xây düng mët chu trình hoÔt ởng cho loÔi ởng c nhiằt c biằt, cú hi»u su§t cao nh§t, chu trình Carnot Trong thí nghi»m này, ta Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng 28 s xỏc nh t số nhiằt dung phân tû \gamma cõa khơng khí theo phương pháp dãn oÔn nhiằt 5.2 TrÊ lới cõu họi 5.2.1 nh nghắa v viát biu thực cừa nhiằt dung riảng v nhiằt dung phƠn tỷ Nhiằt dung cừa chĐt khẵ cõ phử thc i·u ki»n cõa qu¡ tr¼nh nung nâng khỉng ? TrÔng thỏi cừa khối khớ ủc c trng bi cỏc Ôi lủng : ỏp suĐt p, th tớch V, nhiằt T ối vợi mol khớ, cỏc Ôi lủng ny liờn hằ vợi bi phng trỡnh trÔng thỏi : pV = RT Ð R = 8,31J/mol.K hơng số chĐt khớ Khi truyãn lủng nhiằt d Q cho khèi khí có khèi lưđng m, khèi khí s³ nóng lên nhi»t đë cõa tăng thêm mët lưñng dT Theo đành nghĩa, nhi»t dung riêng c cõa chĐt khớ l Ôi lủng o bơng lủng nhiằt cƯn truy·n cho kilơgam ch§t khí đº nhi»t đë cõa tăng thêm đë Do : dQ (5.12) mdT Náu l khối lủng cừa 1mol chĐt khớ thỡ nhi»t dung phân tû cõa ch§t khí s³ là: C = u:c = d Q dT (5.13) Đơn đo cõa c J/ kg.K, cõa C J/mol.K cõa kg/mol Nhi»t dung cõa ch§t khí phư thc đ°c điºm q trình nung nóng 5.2.2 Ph¥n bi»t nhi»t dung phƠn tỷ ng tẵch C V v ng Ăp CP Tẳm biu thực liản hằ giỳa chúng chựng tä CV nhi»t dung tính q trình bi¸n đêi mà thº tích cõa h» khơng đêi đưđc tính b¬ng d :Qv chia cho n:dT CP nhi»t dung tính q trình bi¸n đêi mà áp suĐt cừa hằ khụng ời v ủc tớnh bơng d :Qp chia cho n:dT Các công thùc liên h» ó ủc thiát lêp phƯn nguyờn lý o 5.2.3 Trong thỹc tá, n o cõ th coi gƯn úng cĂc quĂ trẳnh nn hoc dÂn khẵ l ng nhiằt hoc oÔn nhiằt ? Sau nn hoc dÂn khẵ chựa bẳnh A, tÔi lÔi phÊi mët kho£ng thíi gian n o â (kho£ng - phút) thẳ chảnh cởt nữợc trản hai nhĂnh Ăp ká M mợi Ôt giĂ tr ờn nh ? Khi q trình nén ho°c dãn khí x£y r§t nhanh, khơng kàp trao đêi nhi»t vỵi ngồi ( Q = 0) nên có thº coi g¦n q trỡnh nộn hoc dón oÔn nhiằt Khi quỏ trỡnh nộn hoc dón khớ Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cương 29 di¹n thíi gian dài( đõ đº cân b¬ng nhi»t) đưđc coi q trình nén ho°c dãn đ¯ng nhi»t( nhi»t đë mơi trưíng đưđc coi l khụng ời v khớ s cõn bơng vợi nhi»t đë mơi trưíng) Chí mët kho£ng thíi gian - phút cho nhi»t đë cõa khèi khí bỡnh A cõn bơng vợi nhiằt phũng Khi ú chờnh cởt nợc hai nhỏnh ỏp ká M Ôt giỏ tr ờn nh 5.2.4 TÔi thẵ nghiằm n y, ta phÊi dũng Ăp ká cởt nữợc m khổng dũng Ăp ká thu ngƠn o Ăp suĐt khẵ bẳnh thu tinh A ? Trong thớ nghiằm ny, ta phÊi dựng ỏp ká cởt nợc m khụng dựng ỏp ká thu ngõn o ỏp suĐt khớ bỡnh thu tinh A tÔi vỡ: Ta cú đi·u ki»n thí nghi»m là: h H t2), ó thu vào mët lưñng nhi»t : Q2 = m2qnc + m2cn(tc t2) (6.2) qnc nhi»t nóng ch£y riêng cõa nưỵc đá Do có vä cách nhi»t tèt, nên có thº coi bình nhi»t lưđng k¸ h» lâp, khơng trao đêi nhi»t vỵi bên ngồi : Q = Trong trưíng hđp này, áp dưng đành luªt b£o tồn lưđng cho vªt bên bình nhi»t lưđng k¸, ta có thº vi¸t: Q2 = Q1 Suy ra: q =c nc n m 1m2 m (t1 tc) (tc t2) (6.3) (6.4) + Trong thí nghi»m ny, bỡnh nhiằt lủng ká cú ng lủng nợc m = 26g, m khèi lưđng nưỵc chùa bình nhi»t lưđng k¸ nhi»t đë t 1, m2 khèi lủng nợc ỏ 0oC, tc: nhiằt cõn bơng đá nóng ch£y Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng 33 6.2 TrÊ lới cõu họi 6.2.1 nh nghắa vã pha v chuyn pha Nảu vẵ dử vã pha v chuyn pha cừa nữợc Chuyn pha cừa mởt chĐt cõ c im gẳ ? Cỏc phƯn cú cựng tớnh chĐt hoỏ hồc v vêt lớ tỗn tÔi mët h» vªt gåi pha Trong nhúng đi·u ki»n xác đành, pha h» vªt có thº cựng tỗn tÔi trÔng thỏi cõn bơng, hoc chuyn tø pha sang pha khác, gåi t-t trỡnh chuyn pha Vớ dử: dợi ỏp suĐt khớ quyn v nhiằt phũng, nợc cú th tỗn tÔi pha läng L, pha r-n R (nưỵc đá) ho°c pha khớ K (hi o nợc) Khi b lm lÔnh án C, thỡ nợc chuyn dƯn Hỡnh 14: GiÊn ỗ pha cõa nưỵc thành nưỵc đá theo chuyºn pha läng-r-n (L-R); o bà đun nóng đ¸n 100 C thỡ nợc chuyn dƯn thnh hi nợc theo chuyn pha läng-khí (L-K) Các q trình chuyºn pha cõa nưỵc ln x£y ð mët nhi»t đë không đêi T ùng vợi ỏp suĐt p cho trợc - gồi l nhiằt đë áp su§t chuyºn pha Mèi quan h» giúa nhi»t đë T áp su§t p trình chuyºn pha cõa nưỵc đưđc mơ t£ gi£n ỗ pha bờn cÔnh oÔn cong MB l têp hủp cỏc trÔng thỏi cõn Hỡnh 15: ỗ th nhiằt đë - thíi gian (T t) b¬ng giúa hai pha r-n (R) v lọng (L) oÔn cong MC l têp hủp cỏc trÔng thỏi cõn bơng giỳa hai pha lọng (L) v khớ (K), cú im tên cựng tÔi C, gồi l im tợi hÔn oÔn cong OM l têp hủp cỏc trÔng thỏi cõn bơng giỳa hai pha r-n (R) v khớ (K) im M l trÔng thỏi cõn b¬ng giúa ba pha R-L-K đưđc gåi điºm ba 6.2.2 n nhiằt chuyn pha l gẳ ? Viát biºu thùc v nâi rã ìn o nhi»t nâng chÊy riảng v nhiằt ngững tử riảng cừa mởt chĐt Náu ta liờn tửc cung cĐp nhiằt cho mởt lủng chĐt ban Ưu tỗn tÔi pha r-n (nợc ỏ chng hÔn) thỡ nhiằt T cừa lủng chĐt ny s thay ời theo thới gian t nh ỗ th trờn hỡnh, ú: Cỏc oÔn thng nghiờng OA, BD, EF tương ùng vỵi q trình nung nóng cõa pha r-n, pha lọng v pha khớ, cỏc oÔn thng ngang AB, DE ùng vỵi q trình chuyºn pha r-n-lọng Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 34 (R-L) x£y ð nhi»t đë không đêi T1 q trình chuyºn pha läng-khí (L-K) x£y ð nhi»t khụng ời T2 Nh vêy nhiằt cung cĐp cho mët lưđng ch§t q trình chuyºn pha khơng làm tăng nhi»t đë cõa lưđng ch§t Ngun nhân q trình nóng ch£y, nhi»t cung c§p đưđc chuyºn thành lưđng gi£i phóng phân tû khäi mÔng tinh th cừa pha r-n; cũn quỏ trỡnh bay hơi, nhi»t cung c§p đưđc chuyºn thành lưđng cƯn thiát th-ng lỹc tng tỏc giỳa cỏc phõn tỷ cừa pha lọng Ngủc lÔi, quỏ trỡnh ụng c hoc ngng tử thỡ lủng chĐt ny lÔi toÊ mët lưđng nhi»t gièng q trình nóng ch£y ho°c bay mà nhi»t đë cõa lưđng chĐt văn giỳ nguyờn khụng ời Lủng nhiằt cƯn thiát lưđng ch§t h§p thư ho°c to£ q trình chuyºn pha r-n-läng (R-L) ho°c läng-khí (L-K) gåi ¦n nhi»t chuyºn pha N¸u Qnc nhi»t nóng ch£y Qnt nhi»t ngưng tư cõa mët ch§t có khối lủng m, thỡ Ôi lủng: qnc = Qnc (6.5) m gồi l nhiằt núng chÊy riờng v Ôi lủng qnt = Qnt (6.6) m gåi nhi»t ngưng tö riờng cừa chĐt ú Cỏc Ôi lủng ny cú giỏ tr bơng lủng nhiằt hĐp thử hoc toÊ q trình chuyºn pha cõa kilơgam khèi ch§t đưñc đo theo đơn jun kilogam (J/kg) 6.2.3 Mổ tÊ cĐu tÔo cừa bẳnh nhiằt lữủng ká Trẳnh b y phữỡng phĂp xĂc nh nhiằt nõng chÊy riảng cừa nữợc Ă v nhiằt ngững tử riảng cừa nữợc theo phữỡng phĂp dũng bẳnh nhiằt lữủng ká Bỡnh nhi»t lưđng k¸ dưng cư dùng xác đành lưđng nhi»t trao đêi giúa ch§t chùa bên CĐu tÔo cừa bỡnh nhiằt lủng ká gỗm mởt bỡnh cú lợp vọ cỏch nhiằt v n-p êy 2, bên có mët chi¸c cèc (thép inox) mởt que khuĐy (ỗng thau) Hộn hủp nợc thỹc hi»n chuyºn pha (nóng ch£y ho°c Hình 16: Bình nhi»t lưđng k¸ Đêoa (DEWAR) ngưng tư) đưđc chùa cèc Do bình nhi»t lưđng k¸ có vä cách nhi»t tèt, nên thüc t¸ có thº coi mët hằ cụ lêp (khụng trao ời nhiằt vợi ngoi) v trình trao đêi nhi»t ch¿ x£y ð bên PHƯƠNG PHÁP ĐO NHI›T NĨNG CHƒY RIÊNG CếA NẻC t bỡnh nhiằt lủng ká (gỗm cÊ n-p êy, cốc inục v que khuĐy) lờn a cân đº đo khèi Báo cáo thí nghi»m Vªt lý Ôi cng 35 lủng ban Ưu M0 cừa bỡnh ny dƯn nợc (nợc cĐt) vo cốc inục cho tợi bỡnh nhiằt lủng ká Ôt khối lủng M = M0 + 150g Đo nhi»t đë t1 cõa nưỵc cốc bơng nhiằt ká hiằn số t mởt cưc nưỵc đá (kho£ng 150g) vào cèc thu tinh chàu nhiằt (250 ml), rỗi thờm vo cốc ny khoÊng 100 ml nợc (nợc cĐt) KhuĐy nhà cho cửc nợc ỏ b-t Ưu tan nợc t Ưu o cừa nhiằt ká hiằn số hộn hủp nợc va nợc đá đº theo dõi nhi»t đë cõa hñp cho tợi số ch cừa nhiằt ká Ôt giỏ trà không đêi t o = C Sau ú, gÔn hát nợc cốc thừy tinh ngoi, giỳ lÔi cửc nợc ỏ o cú khối lủng m2 ð nhi»t đë t2 = C cèc o Th£ cưc nưỵc đá có khèi lưđng m2 ð nhi»t đë t2 = C lăn nhµ xuèng cèc inơc chùa khèi lưđng nưỵc m1 = 150g ð nhi»t đë t1 đ°t bình nhi»t lưđng k¸ Theo dõi nhi»t đë cõa hđp nưỵc cèc inơc cho tỵi nhi»t đë gi£m tỵi giỏ tr cõn bơng tc (giỏ tr thĐp nhĐt trợc b-t Ưu tng) t bỡnh nhiằt lủng ká lên đĩa cân đº đo khèi lưñng cuèi M cõa bình Tø suy khèi lưđng m2 cõa nưỵc đá (đã tan thành nưỵc ð nhi»t đë tc) Sû dưng ph¦n ngun lý đo nêu đº tính tốn sè li»u 6.2.4 T¼m cỉng thùc xƠc nh nhiằt nõng chÊy riảng cừa nữợc Ă theo phữỡng phĂp dũng bẳnh nhiằt lữủng ká Cỏc cụng thực ó ủc thiát lêp phƯn nguyờn lý o - (6.4) 6.2.5 Nảu nguyản t-c cĐu tÔo v hoÔt ởng cừa cƠn k thuêt Trẳnh b y phữỡng phĂp cƠn khối lữủng cừa vêt trản cƠn n y CU TO VÀ HO„T ĐËNG Cân kÿ thuªt dưng cư đo khối lủng cừa cỏc vêt giợi hÔn 200g, chớnh xỏc tợi 0,02g CĐu tÔo cừa nú gỗm phƯn mët đòn cân làm b¬ng hđp kim nhơm, cÔnh phớa trờn ũn cõn cú kh-c cỏc chia tø đ¸n 50, có đ°t mët “con mã” C Ð giúa thân cõa đòn cân có g-n mët dao O hình lăng trư tam giác bơng ỏ mó nóo, cÔnh cừa dao O quay xuống phía dưỵi tüa mët gèi đï ph¯ng ngang (bơng hủp kim cựng hoc ỏ mó nóo) t tÔi đ¿nh cõa trư cân Ð hai đ¦u đòn cân có hai dao O1 O2 gièng dao O Cỏc cÔnh cừa hai dao ny quay lờn phía trên, đ°t song song cách Hình 17: Cân k thuêt ãu cÔnh cừa dao O, nờn cỏc tay cõa đòn cân OO = L1 OO2 = đë xác tỵi 0,02g L2 có đë dài b¬ng Hai máng treo hình V có móc dùng treo hai hai đĩa cân đưđc đ°t tüa trờn cÔnh cừa hai dao O1 v O2 Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 36 Mt dợi cõa đ¸ cân có hai vít xoay V dùng đi·u ch¿nh cho trư cân th¯ng đùng, xác đành b¬ng dây dồi ũn cõn cú th nõng lờn hoc hÔ xuống nhí mët núm xoay N ð phía chân cõa trư cõn Khi hÔ ũn cõn xuống, cÔnh cừa dao O khơng tüa vào m°t gèi đï trư cân: cõn trÔng thỏi "ngh ", ton bở cỏnh tay đòn O 1O2 đưđc đ°t tüa ba mũi nhån Khi xoay nỳm N theo chiãu kim ỗng hỗ nõng ũn cõn lờn, cÔnh cừa dao O tỹa trờn m°t gèi đï, đòn cân có thº dao đëng nhµ quanh cÔnh cừa dao O: cõn trÔng thỏi "hoÔt ởng" Mởt kim ch th K g-n thng gúc vỵi O 1O2 ð giúa đòn cân (phía dưỵi dao O) vøa có tác dưng làm cho đòn cân dao đëng quanh trí cân b¬ng vøa dùng ch th trÔng thỏi thng bơng ngang cừa ũn cân nhí mët thưỵc nhä T g-n ð chân trư cõn Trong trớng hủp ú, Ưu dợi cừa kim K có thº đùng yên ho°c dao đëng đ·u v· hai phía sè cõa thưỵc T Có thº đi·u ch¿nh trí sè ban đ¦u cõa cân (khi khơng có vªt đĩa cân mã ð trí sè 0) nhí v°n nhµ hai vít nhä V V2 ð hai đ¦u đòn cân Tồn bë cân đưđc đ°t mët tõ kính b£o vằ v giÊm Ênh hng cừa giú cõn "hoÔt đëng" Các qu£ cân tø 10mg đ¸n 100g chi¸c kàp dựng lĐy cỏc quÊ cõn ny ỹng mët hëp gé nhä Thưỵc chia đë tø 50 vÔch v mó t cÔnh trờn cừa ũn cân cho phép xác đành khèi lưñng nhä tø án 1g, vợi chia nhọ nhĐt bơng 0.02g Lưu ý r¬ng đĩa cân, quang treo, máng treo hình chỳ V thỹc tá chá tÔo cú khối lủng khụng thêt bơng nhau, nờn chỳng thớng ủc nh sÊn xuĐt ỏnh số Cỏc chi tiát ỏnh số ủc treo dao O ( bên trái), Các chi ti¸t đánh sè đưđc treo dao O2 ( bên ph£i ) PHƯƠNG PHÁP CÂN Cân khèi lưñng m cừa mởt vêt Xỏc nh nhÔy S v chớnh xỏc a cừa cõn: Trợc tián hnh cõn mởt vêt, ta cƯn xỏc nh nhÔy v xác cõa cân, đº xác đành sai sè dưng cư cõa cân Cách làm sau: chưa đ°t vªt hoc quÊ cõn lờn cỏc a cõn GÔt mó C v· trí sè cõa đòn cõn Vn nỳm xoay N (thuên chiãu kim ỗng hỗ) cõn "hoÔt ởng" khụng tÊi Náu kim ch th K không ch¿ sè ho°c dao đëng không đ·u v· hai phía sè thưỵc T ph£i đi·u ch¿nh cân nhí vít V ho°c V2 Ôt ủc v trớ số Vn nỳm xoay N (ngủc chiãu kim ỗng hỗ) cõn vã trÔng thỏi ngh t quÊ cõn 10mg lờn a cõn bờn phÊi, sau ú lÔi nỳm xoay N cõn hoÔt ởng ồc số chia n trờn thợc T ùng vỵi đë díi cõa kim ch¿ K so vỵi trí sè thưỵc T Khi ú nhÔy S cừa cõn ủc xỏc nh bi công thùc : n S= (Đơn và: đë chia/mg) Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cng 37 Ôi lủng nghch Êo cừa nhÔy S gồi l xác a cõa cân : a= S (Đơn và: mg/đë chia) Chú ý: Méi l¦n đi·u ch¿nh cân hoc thờm bợt khối lủng trờn cỏc a cõn, nhĐt thiát phÊi nỳm xoay N (ngủc chiãu kim ỗng hỗ) a cõn vã trÔng thỏi "ngh" PHNG PHP CN N t vêt cƯn cõn lờn a cõn bờn trỏi t quÊ cõn (theo thự tỹ tứ lợn án nhä) lên đĩa cân bên ph£i, v°n tø tø núm xoay N cho cõn "hoÔt ởng" ỗng thới quan sỏt chi·u l»ch cõa đòn cân đº quy¸t đành ph£i thêm ho°c bỵt qu£ cân vào đĩa cân bên ph£i, cõn Ôt trÔng thỏi cõn bơng Cú th phối hđp dàch chuyºn mã C (khi cân g¦n cân b¬ng), cho kim dao đëng quanh hai bên hoc dứng lÔi v trớ trờn thợc T 6.2.6 Trong thẵ nghiằm xĂc nh nhiằt nõng chÊy riảng cừa nữợc Ă, tÔi lĐy nhiằt cƠn bơng tc cừa hộn hủp nữợc bẳnh nhiằt lữủng ká ựng vợi nhiằt giÊm tợi giĂ tr thĐp nhĐt cừa hộn hủp n y trữợc nõ b-t Ưu t«ng ? Q trình «nóng ch£y nóng lên» cõa nợc ỏ cú c im l diạn theo thự tỹ: sỹ chuyn pha diạn trợc, thay ời nhiằt đë di¹n sau Khi đá chưa nóng ch£y hồn ton thỡ nhiằt s văn cũn giÊm, ta khụng thº l§y t c b§t kỳ giá trà lúc Ngay k¸t thúc q trình nóng ch£y, khèi nưỵc mët thº hồn tồn ð nhi»t đë t c0 Sü trao đêi nhi»t vỵi mụi trớng bờn ngoi dăn án hằ quÊ l nhiằt đë cõa khèi tăng d¦n theo thíi gian Song, Ôt ủc sỹ chớnh xỏc cao ũi họi cƯn l§y nhi»t đë tc0 lúc t§t c£ đá vøa chĐm dựt quỏ trỡnh tan Kát quÊ, ta chồn nhiằt đë tc nhi»t đë th§p nh§t cõa hđp đo đưđc tồn bë thí nghi»m 6.2.7 H¢y dü oĂn nhỳng nguyản nhƠn chừ yáu gƠy nản sai số lợn thẵ nghiằm xĂc nh nhiằt nõng chÊy cừa nữợc Ă? Khối lủng nợc v nợc ỏ l khơng xác - gây bði dưng cư đo, sü dính ưỵt cõa nưỵc vỵi cèc sü ngưng tü cõa nưỵc bên ngồi đo Bình nhi»t lưđng k¸ khơng cách nhi»t hồn tồn Sai sè cõa nhi»t k¸ Q trình thüc nghi»m gõy thĐt thoỏt nhiằt vợi mụi trớng bờn ngoi (nh đá trưỵc cho vào nưỵc bình cách nhi»t) Trong nưỵc nưỵc đá có chùa tÔp chĐt Bỏo cỏo thớ nghiằm Vêt lý Ôi cương 38 6.3 Báo cáo thí nghi»m 6.3.1 Xác đành nhi»t nóng ch£y riêng cõa nưỵc đá Nhi»t dung riêng cõa nưỵc: cn = 4180J=kg:k Đương lưđng nưỵc cõa bình nhi»t lưđng k¸: m = 0;026kg o Đë xác cõa nhi»t k¸ hi»n sè: Dt = 0;1 C Đë xác cõa cân kÿ thuªt: Dm = 0;0001kg o o L¦n đo m1 (kg) t1 C m2 (kg) t2 C tc C qnc (J/kg) Dqnc(J=kg) TB 0,1 0,1 0,1 0,1 24,8 25,2 25,0 25,0 0,0330 0,0371 0,0359 0,0353 0,1 0,1 0,1 0,1 2,6 2,4 2,4 2,5 343862,000 314069,962 321944,997 326622,320 17239,680 12562,358 4677,323 17239,680 Hình 18: B£ng xác đành nhi»t nóng ch£y riêng K¸t qu£ cõa phép đo: qnc = qnc (Dqnc)max = 326622;32 17239;68(J=kg) 6.3.2 Nhên xột kát quÊ Nhên xt: Nhiằt nõng chÊy cừa nữợc Ă l 326622,32 J/kg, sai số khĂ lợn vẳ nhỳng lỵ  nảu cƠu họi ð möc n y ... chõn Vã bở thớ nghiằm thi t b vêt lý BKM-050: Thi t b sỷ dửng xỏc nh lüc ma sát cõa ê trưc mơmen qn tính I cừa bỏnh xe CĐu tÔo cừa nú bao gỗm: Giá đï G b¬ng thép èng inox, cao 1,20m g-n thng ựng... nghch ựng vợi v trớ ny, ghi kát quÊ vo bÊng Biu di n kát quÊ o trờn ỗ th: trửc tung di 120mm, biu di n thíi gian 50T 50T2, trưc hồnh dài 80mm, biºu di n trí x cõa gia trång C Nèi điºm 50T vỵi điºm... nghiằm Vêt lý Ôi cương Trong thí nghi»m, vªt n°ng m di chuyºn xng trí B có vªn tèc ~v TÔi v trớ B, dõy ó ủc nhÊ tợi chiãu di tối a nờn lỹc cng dõy ~ tÔo cho vêt mởt gia tốc khỏ lợn ~ T a ôhómằ