Разработка лабораторных работ для проведения лабораторного практикума

 ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВА    И       оценка диаметра атома.

Почему плотности различных веществ различны? Для ответа на этот вопрос обратимся к формуле плотности:                   ρ=m/V

Масса тела  складывается из масс частиц, из которых оно состоит. Другим словами, т = m₀N (.N - общее число частиц). Тогда формула плотности принимает вид:                 ρ=m₀N/V

N/V=n- число частиц в единице объема (концентрация). Итак              ρ=т₀п

Эта формула указывает на две причины различия плотностей веществ - различие в массах составляющих частиц и в их концентрации.

Как вам известно из курса химии (см. справочный отдел), масса частицы          т =М/N_а

Измерив плотность вещества и зная массу частицы, можно опреде­лить концентрацию:        п=ρ/т₀

Определение плотности алюминиевого образца

Оборудование: весы, линейка, штан­генциркуль, микрометр, алюминиевый бру­сок.

Ход работы

1.  Определите с точностью до грамма (∆m = 1 г) массу т алюминиевого бруска.

2. Определите линейные размеры образ­ца и рассчитайте объем бруска:    V = l •d • h.

3.      Рассчитайте плотность алюминия.

4.      занесите все данные в таблицу

l,см	d,см	h,см	m, см	V,см3	ρ.,г/см3

5.Взяв табличное значение т₀, оцените концентрацию атомов алюминия и их общее число в исследуемом образце.

Оценка диаметра атома алюминия

Если известна кристаллическая струк­тура, определена плотность вещества, то можно оценить диаметр атома. Исследова­ния показали, что алюминий имеет гране- центрированную кубическую структуру. Это означает, что центры атомов располо­жены в вершинах куба и центрах его гра­ней.

Плотность алюминия равна:

Пользуясь этим соотношением, можно оценить диаметр атома алюминия:

Выведем формулу, которая связывает диаметр атома алюминия с плотностью. Для этого проведем плоскости через вер­шины куба, в которых находятся центры атомов. Мы получим так называемую эле­ментарную ячейку (рис. а), одна грань которой изображена на рис. 6.

 d² + d² = d²; а² = 2d²; а = d • 2

Покажем, что в кубе со стороной а рас­положены 6 половинок атома - всего 3 ато­ма. Еще один атом можно «собрать» из 8 «восьмушек», расположенных в вершинах куба. Итак, в кубе со стороной а находит­ся 4 атома. Масса каждого атома: m₀=M/N_a

Ход работы

1.Взяв табличные данные для моляр­ной массы алюминия и числа Авогадро, а также экспериментальное значение плотно­сти, оцените диаметр атома алюминия.

2.Определите погрешность вычисле­ний, сравнив полученное вами значение со значением диаметра атома алюминия  d₀ = 2,86 • 10 ^-8 см, известным из научных исследований.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРО­ТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА 2-ГО РОДА ОТ ТЕМПЕ­РАТУРЫ

Оборудование: проводник 2-го рода, стеклянный ста­кан, вольтметр, амперметр, источник питания (4 В), элек­троды, термометр, ключ.

Ход работы

1,Опустите электроды в жидкость и соберите цепь по схеме (рис. 2)

2.  Замкнув ключ, измерьте температуру Жидкости, на­пряжение и силу тока в цепи. Результаты занесите в табл. 2.

t, °с	и, В	I, А	R Ом

3.   Поставьте стакан с жидкостью на лабораторную плитку и включите ее в сеть.

4.   По мере нагревания жидкости снимайте показания, Вольтметра, амперметра и термометра, каждый раз занося данные в табл.2. .

5.   По закону Ома для участка цепи вычислите сопро­тивление жидкости в каждом опыте и занесите в табл. 2.

6.   Постройте на миллиметровой бумаге зависимость сопротивления жидкости от ее температуры.

Контрольные вопросы

1.   Почему с увеличением температуры сопротивление жидкости уменьшается?

2.   Каким еще способом можно изменить сопротивле­ние жидкости?         

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА»

В лабораторной работе объектом изучения является лаборатор­ный реостат на 6 Ом.

1. Соберите цепь по схеме (рис. 53) и снимите показания вольт­метра. Определите вид соединения элементов цепи.

2. Соберите цепь по схеме рисунка 54. Включив реостат полностью, снимите показания приборов. Рассчитайте сопротивление реостата.

3. Используя миллиметровую линейку и сосчитав число витков об­мотки реостата, определите длину обмотки и ее диаметр. Вычислите длину и диаметр проводника. Найдите площадь поперечного сечения. Рассчитайте удельное сопротивление материала проводника.

4. Как меняется сопротивление включенной части реостата (см. рис. 54), если ползун перемещать влево? Рассчитайте сопротивление включенной части реостата, когда ползун находится в среднем положении. Результаты теоре­тически и экспериментально обоснуйте.

Расчетная формула для нахождения удельного сопротивления проводника:

формула для расчета погрешности:

Контрольные вопросы:

1.как доказать, что витки изолиро­ваны друг от друга?

2.Каким образом обеспечивается контакт ползуна с витками?