Как определить плотность воздуха

Как определить плотность воздуха

Каждому школьнику приходится выполнять лабораторную работу по физике, цель которой – определить плотность воздуха. Работа состоит из двух частей: экспериментальной и расчётной. В ходе первой из них вы соберёте исходные данные, а в ходе второй – вычислите искомый результат.

Инструкция

Уровень сложности: Несложно

1 шаг

Как определить плотность воздуха

Перед началом работы вам выдадут полый твёрдый шар, вакуумный насос и весы. И уже можно проводить первое измерение. Открываем вентиль на шаре, если этого не было сделано ранее, чтобы давление воздуха в нём сравнялось с атмосферным. Взвешиваем шар и узнаём его массу вместе с вентилем. Записываем её. Далее снимаем шар с весов и подключаем к вакуумному насосу. Начинаем откачивать воздух. С насосом нужно обращаться осторожно: стоит сделать разрежение слишком большим, и шар треснет. Учитель физики сам подскажет вам, когда прекращать откачивать. Хотя плотность оставшегося в шаре воздуха больше нуля, её можно для упрощения расчётов принять за нулевую. Теперь закрываем вентиль, и лишь после этого отсоединяем шланг насоса, иначе вы взвесите и этот шланг. Снова взвешиваем шар вместе с вентилем. Результат тоже записываем.

2 шаг

Как определить плотность воздуха

Снимаем шар с весов, открываем вентиль, чтобы разряжения в шаре больше не было – так нужно для безопасности. Внешний диаметр шара измеряем либо записываем со слов учителя. С его же слов записываем и толщину стенок шара. На этом экспериментальная часть закончена. Всё оборудование можно вернуть и приступать к расчётам.

3 шаг

Как определить плотность воздуха

Начинать расчёты следует с перевода результатов измерения массы в килограммы, диаметра и толщины – в метры. Теперь вычисляем объём шара. Сначала из внешнего диаметра шара вычитаем удвоенную толщину стенок. Получаем диаметр внутренней полости шара. Делим его надвое, чтобы получился радиус. Теперь можно вычислить объём шара в кубометрах по формуле: V=(4/3)π(R^3). Далее работаем с результатами измерения массы. Первый из них выражаем массу только шара и вентиля, а второй – получен в условиях действия на шар выталкивающей силы, и имеет меньшее значение. Масса воздуха, выталкивающего шар после откачки, равна массе воздуха, находившегося в нём до откачки. Массы же шара и вентиля остались неизменными. А это означает, что, вычтя из первого результата второй, вы получите массу воздуха в шаре до откачки. Осталось поделить результат вычитания на объём шара – и получится плотность воздуха, выраженная в килограммах на кубометр. Учитель может также упростить или усложнить работу, дав задание учесть ненулевую плотность воздуха после откачки, либо рассчитать погрешности измерений и результата.

Обсуждение

658_micro
Рейтинг
  1. +
  2. 0
Granada (23:49 12.09.2013)

Я думаю, многие школьники порадуются этой подробной инструкции! автору +)

Ваш комментарий

Запросить инструкцию

Не нашли нужную пошаговую инструкцию?
Возможно, что кто-то из посетителей сайта сможет помочь. Оставьте запрос прямо сейчас, если Вы уверены, что эта тема ещё не освещена на нашем проекте!

Рейтинг
  1. +
  2. 1
1
36