Бекітемін Физика кафедрасының меңгерушісі Косов В. Н. 2021 ж. «Молекулалық физика»

ФПТ1-4 құрылғының көмегімен ауа мен су буының өзара диффузияның коэффицентінің анықтау.

Осы құрылғымен, оның жұмыс істеу принціптерімен танысқан адамдар жұмысқа жіберіледі, оған қажетті талаптар мен қауыпсіз шаралар №1 жұмыста келтірілген.

1. 
   Микроскрптан қорғаушы жапқышты шешу және оның артқы панелдің винтіна іліп қою. Жұмысшы элементі орнатылған жұмыс істеу үстельі горизонтальді түрде орналастырып, микроскоп тобусын орналастыру.
   
2. 
   Жұмысшы элементке су құю. Бұл үшін жұмысшы элементінің 1 ыдысына (3.2 сурет) су құю, 10-15 мм – ге жақындату және қайтаадан штордың 2 (3.2) сурет бекіту.
   

Капиялляр жарықтандырғышын реттегіші мардымсыз жарықтықта тұрғанына көз жеткізіп, «СЕТЬ» тумблер құрылғысын қосу.

Капиллярдағы жарықтандыруды реттегіш арқылы жұмысқа қажетті жарықтандырумен қамтамассыз ету. Микроскопты реттеу органдары арқылы капиллярдағы кескіндердің анық түсуін қамтамассыз ету.

Гайканың айналуымен 3 (3.2- сурет) капиллярды жұмысшы элементке араластыра отырып, капиллярдың жоғарғы шегінде кескінді микроскоптың окулярындағы бөліну шкаласы қарама –қарсы орналастыр, яғни һ₀ =0 және бұл жағдайда винтқа 4 (3.2 сурет) тіркеу.

Микроскопты сұйықтық менискісінде шоғырландыру. Капилляр шегінен мениске дейінгі һ ара қашықтық 3.3 суретіне сәйкес микроскоп шкаласы бойынша анықтау. Һ мәнін 3.1 – кестесіне енгізу.

Өлшеу №	Һ, м	п бөл	,с	Бөл/с	м/с	Р0 Па	Т , К	РН Па	Р1 Па	D М2/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

6. Қосу , уақытты өлшеу

7. Окуляр шкаласындағы әр 5 бөлігі арқылы сұйықтықтың менис қозғалысын микроскоп арқыылы бақылау п мәні мен сұйықтың булану уақытының мәндерін 3.1 – кестеге енгізу.

8. Мениск жағдайында 10 рет өлшеу.

9. Қондырғының жұмысшы элементінде ауаның температурасын өлшеу.

1. 
   Микроскоптың окуляр шкаласындағы бөліну санының п уақытқа тәуелділіігін көрсететін график тұрғызу керек: n=f() және
   орташа мәнін тура мәнінің қисығы бойынша алынады. бөліну сан арқылы бұл өлшемдерді көбейту арқылы, капиллярдағы сұйықтықтың булануы нан орташа жылдамдығын анықтау керек.
   

3.Өлшеу нәтижесінің қателіктерін бағалау.

3.1-кесте

t0, кПа	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26
РН, кПа	1,817	1,937	2,062	2,196	2,337	2,486	2,642	2,809	2,984	3,168	3,361
-3 кг/м3	13,65	14,50	15,39	16,32	17,32	18,35	19,44	20,60	21,81	23,07	24,40

Қауыпсіздік техникасы бойынша нұсқаулықтар

№1 жұмыста айтылған барлық қауыпсіздік ережелерін сақтау қажет.

1. 
   Диффузия құбылысының мәні неде? Диффузия кезінде қандай өлшемдер қабылданады
   
2. 
   Фик заңыының формуласын жазыңыз және коэффицентінің физикалық мәнін түсіндіріңіз
   
3. 
   Идеал газ түшін диффузия коэффицентінің формуласын жазыңыз
   
4. 
   Парциалды қысым дегеніміз не? Газ қоспасының қысымын қалай анықтауға болады?
   
5. 
   Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы дегеніміз не? Осы шаманы қалай өлшеуге болады?
   
6. 
   Капиллярдағы сұйықтықтардың будлану жылдамдығы бойынша ауа мен су буының өзара диффузиясының коэффицентін анықтау әдістері неге байланысты?
   
7. 
   Өзара диффузияны анықтау үшін есептейтін формуланы шығарыңыз
   
8. 
   Осы өлшеу әдістеріндегі негізгі қателіктердің көздері.
   

1. 
   Савельев И.В. курс физики в 5 кн Молекулярнафизика и термодинамика. КН 3. – М : ООО «Изд-во АСТ» 2002г. (для изучения – с. 262-265)
   
2. 
   Трофимова Т.И. Курс физики – М : Высш школа 2005 (для изучения – 95-97).
   

1. 
   Құрылғы блогынан;
   
2. 
   Цифрлік термометрден;
   
3. 
   Жұмыс элементі блогынан;
   
4. 
   Қондырғыдан;
   
5. 
   Температура датчигінен;
   

Құрылғы блогының беткі панелінде қондырғының басқару тетіктері орналасқан. Олар: «СЕТЬ», «НАПРЯЖЕНИЕ», «НАГРЕВ». «СЕТЬ» батырмасы қондырғыны ток көзіне қосылуын қамтамасыз етеді. «НАПРЯЖЕНИЕ» пернесі кернеуді өлшейтін цифрлік контролер қызметін жүзеге асырады. «НАГРЕВ» жіпті қыздыруды реттеуді жүзеге асырады.

Жұмыс элементі қорапша констуруктивті типтегі түрде болып келеді. Ол негізінен панель мен кронштейннен құрылған. Панельде шыныдан жасалған труба орналасқан. Труба осінде вольврам жібі керілген. Панель мен корнштейн арасында трубканы суытатын желдеткіш орнатылған. Панельде кернеуді өлшеуге арналған цифрлік контролер орнатылған. (2.1. сурет). Жұмыс элементінің сыртқы бөлігі шыны қабатпен сақтық үшін жабылған.

Термодинамикадан қайтымсыз үдерістер деп аталатын тасымалдау құбылыстары бар. Олар массаны, энергияны және импульсті тасымалдайды. Тасымалдау құбылысына жылуөткізгіштік құбылысы жатады. Ол энергия тасымалы арқылы жүщеге асырылады: егер газдың бір бөлігінің кинетикалық энергиясы көп болса, уақыт өте келе газдың барлық бөлігінің кинетикалық энергиясы мен температурасы теңеседі.

Газдарда жылутасымалдау үш әдіспен жүзеге асырылады: жылулық сәулелену, конвекция және жылуөткізгіштік.

Энергияның жылу формасында тасымалдануы Фурье заңымен жүзеге асырылады:

мұндағы жылу ағынының тығыздығы, жылуөкізгіштік температура градиенті.

Жіптің цилиндр типтегі бетінен жылутасымалдау процесі оны қоршаған ортаға жылуөткізгіщтік арқылы келесі теңдеумен жүзеге асырылады.

(2.1)

мұндағы жылуөкізгіштік, qS бет арқылы ағатын жылу ағыны, D – трубаның ішкі диаметрі, d – жіптің диаметрі, труба мен жіптің температура айырымы.

ФПТ 1 – 3 қондырғысында жылу ағыны жіпті тұрақты токпен қыздыру арқылы жүзеге асырылады және келесі формуламен анықталады:

(2.2.)

Труба және жіптің температура айырымы:

мұндағы жіптің температурасы, трубаның температурасы, ол қоршаған ортаның температурасына тең.

мұндағы - қоршаған ортадағы ауа температурасындағы жіптің кернеуі, қоршаған ортадағы ауа температуратурасындағы эиалонның кернеуі, кедергінің температуралық коэффициенті, Т – ауаның температурасы.

1. 
   «СЕТЬ» модуліндегі «ВКЛ» тумблерін іске қосу. Сигналды лампа жанады.
   
2. 
   «НАГРЕВ» модуліндегі «ВКЛ» тумблерн іске қосу.
   
3. 
   пернесін басу.
   
4. 
   «НАГРЕВ» батырмасы арқылы кернеуін 0,060В-қа дейін жеткізу.
   
5. 
   пернесін басу және цифрлік индикатордың мәнін тіркеу.
   
6. 
   Алынған нәтижелерді кестеге енгізу.
   
7. 
   «НАГРЕВ» батырмасы арқылы кернеуін 0,5В-қа дейін жеткізу.
   
8. 
   Жылулық режимнің тұрақтануы үшін бір минут күтіп, кернеуін пернесі арқылы анықтау.
   
9. 
   Алынған нәтижелерді кестеге енгізу.
   
10. 
    7 – 9 пунктерді шамасы үшін 1,0 – 6,0В-қа дейін 1В интервалында қайталау.
    
11. 
    Зерттеулерді жүргізгеннен кейін ток көзінен ажырату.
    

1. 
   Тасымалдау құбылыстары дегеніміз не?
   
2. 
   Қандай шартта тасымалдау құбылыстары орын алады?
   
3. 
   (2.1) формуласын қорытып шығарыңыз.
   
4. 
   Фурье заңын түсіндіріңіз.
   
5. 
   Молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы мен температураның арасында қандай байланыс бар?
   
6. 
   Графиктерді салыстырып талдаңыздар.
   
7. 
   Жылуөткізгіштік газдардың молекула санына, қлшеу көлеміне, қысымға тәуілді ма? Неге?
   

1.Савельев И.В. курс физики в 5 кн Молекулярнафизика и термодинамика. КН 3. – М : ООО «Изд-во АСТ» 2002г. (для изучения – с. 262-265)

Кесте 2.

№	Uр, В	Uс, В	∆Т, К	Тс, К	Q, Вт	λ, Вт/(м×К)	<λ>, Вт/(м×К)	∆λ, Вт/(м×К)	, %