Предпросмотр материала:
Определение средней квадратичной скорости молекул воздуха.
Выполнил:
Студент группы Т-113
Волков Илья Владимирович,
Руководитель:
Преподаватель физики
Мельникова Ольга Павловна
При движении молекулы испытывают около нескольких миллиардов столкновений в секунду, меняя при этом направление и скорость.
Классические формула для расчета средней квадратичной скорости молекул.
𝑈 кв = 3𝑘𝑇 𝑚 или 𝑈 кв = 3𝑅𝑇 𝑀
Опыт Штерна,1920г.
Место попадания самых быстрых молекул
Распределение молекул по скоростям
Самые медленные молекулы
Стеклянный колпак
Внешний цилиндр
Внутренний цилиндр
Щель
Металлическая нить (платина)
6. Полая ось
7.Контактные кольца
8. Слой серебра
5
СПРАВКА:
Коаксиальные цилиндры имеют общую ось.
Цель работы: определение средней квадратичной скорости молекул воздуха.
Задачи:
Провести физический эксперимент;
Рассчитать среднюю квадратичную скорость, с помощью данных полученных при физическом эксперименте;
Рассчитать среднюю квадратичную скорость, с помощью классической формулы;
Сравнить полученные значения.
Физические приборы для выполнения эксперимента.
Определяем по барометру атмосферное давление.
При помощи весов определяем массу шара с воздухом.
Откачиваем при помощи насоса часть воздуха из шара, и еще раз определите массу шара.
Опустите конец резиновой трубки в сосуд с водой и ослабьте винтовой зажим. Вода заполнит часть объема шара, которую занимал откачанный воздух.
Определяем объем воды в шаре при помощи измерительного сосуда (мензурки).
Подставьте найденные значения p , m и V в формулу (2) и вычислите величину 𝑈 кв .
𝑈 кв = 3𝑝𝑉 𝑚 =424 м/с
Вычисляем среднюю квадратичную скорость с помощью классической формулы.
𝑈 кв = 3𝑅𝑇 𝑀 = 502 м/с,
при Т = 294 К (t = 21 С)
Наш эксперимент подтвердил, что средние скорости молекул превышают скорость звука и достигают сотен метров в 1 секунду.
Спасибо за внимание!
Презентация к научно-исследовательской работе на тему «Определение средней квадратичной скорости молекул воздуха».
В ней отображен ход физического эксперимента и математические рассчеты.
Актуальность вопроса состоит в том, можно ли применить физический эксперимент, с использованием приборов из лаборатории физики для определения средней квадратичной скорости молекул воздуха и сравнить их со значениями, полученными с помощью классической формулы.
В результате проведённого экспериментального исследования и расчёта, выяснилось, что для определения средней квадратичной скорости молекул газа достаточно знать его массу и объем, который занимает газ.
В исследовательской работе подтвердилось, что средние скорости молекул превышают скорость звука и достигают сотен метров в 1 секунду.
Профессия: Учитель физики
Профессия: Преподаватель физики
В каталоге 6 990 курсов по разным направлениям