Жаратылыстану институты
жүктеу/скачать 12,4 Mb.
|
fiz kuraldar umkd f-22-1у 3
- Бұл бет үшін навигация:
- Практикалық сабақ №6.Температураны өлшеу Қажетті құрал-жабдықтар
- Теориялық мәліметтер: Температура. Термометрлер. Оладың түрлері. Температура.
- Кельвин шкаласы
| Механикалық динамометр
М еханикалық динамометрдің екі түрі бар: серіппелі және рычагты. Серіппелі динамометрде күш немесе күш моменті күштің бағытына қарай сығылу немесе созылуы арқылысеріппеге беріледі. Сепінді деформацияның шамасы әсерлесу күшінің шамасымен пропорционал бола отырып динамометрдің көрсеткішінде тіркеледі. Иінді динамометрде күштің әсері иінді деформациялау нәтижесінде көрсеткіште тіркеледі. Электрлі динамометр. Электрлік динамометрде арнайы электрлік датчиктер (тіркеуіш) болады. Олар күштің әсерінен болатын деформацияны электр сигналына айналдырады және оны үдете отырып, оны жазып алады.Күшті немесе күш моментін деформациясын түрлендіру үшін индуктивті, пьезоэлектрлік, тензоререзисторлық, вибрациалы-жиілікті кедергілер датчиктері қолданылады. Күштің әсерінен датчиктер деформацияланады және көпірдегі ток кедергісі өзгереді. Электр сигналының күші элементтің деформациялануына тура пропорционал, яғни күштің әсерінің артуына тура пропорционал болады. Келесі датчик оның әсерін күшейте отырып, оны жазып алады. Жұмыс жасау принципіне қарай динамометрлерді механикалық, гидравликалық, электрлік деп бөледі. Механикалық динамометрлер серіппелі және иінді болып бөлінеді. Динамометрлерді қолданысына қарай үлгілік және жұмыстық деп бөледі. Жұмыстық динамометрлер жалпылама қолдануға арналған және арнайы деп бөлінеді. Практикалық сабақ №6.Температураны өлшеу Қажетті құрал-жабдықтар:Термометрлер №1.Тапсырма. Термометрлердің түрлері және олардың жұмыс жасау принипі №2.Тапсырма. Сынапты термометрмен адамның денесінің температурасын және бөлме температурасын өлшеу.Өлшеу нәтижесінің дәлдігін бағалау. Теориялық мәліметтер: Температура. Термометрлер. Оладың түрлері. Температура. Температура дегеніміз денелердің жылулық тепе-тендік күйін сипаттайтын физикалық шама: жылулық тепе-тендіктегі денелердің температуралары бірдей болады. Керісінше, температуралары бірдей денелер бір-бірлерімен жылулық тепе-тендікте болады. Егер қандай да бір, екі дене үшінші денемен жылулық тепе-тендікте болатын болса, онда бұл екі денелер де өзара жылулық тепе-тендікте болады. Бұл аса маңызды тоқтам табиғаттың негізгі зандарының бірі болып табылады. Температураны өлшеу мүмкіншілігі міне осыған негізделген. Температураны өлшеу үшін дененің температурасын өзгерткенде оның қасиеттерінің өзгеретіндігін пайдаланады. Демек, осы қасиеттерді сипаттайтын шамалар да өзгереді. Сондықтан температураны өлшейтін аспапты, яғни термометрді жасаған кезде қайсыбір затты (термометрлік затты) және заттың қасиетін сипаттайтын белгілі бір шаманы (термометрлік шаманы) таңдап алады. Тұрмыста пайдаланып жүрген термометрлерде термометрлік зат сынап та, ал термометрлік шама - сынап бағанының үзындығы. Температураның шамасына сандық мәндерді сәйкестеу үшін термометрлік шаманың температураның шамасына тәуелділігін тағайындау керек. Тұрмыстық сынап термометрлерінде бұл - сынап бағанының ұзындығының температураға сызықтық төуелділігі. Енді температураның бірлігі - градусты тағайындау керек. Градустың шамасы былайшатағайындалады. Екі температураны тандап алады (реперлік нүктелер деп аталады) – көбіне бұл атмосфералық қысым кезінде мұздың еру температурасыжәне судың қайнау температурасы және осы температура интервалын тең бөліктерге - градустарға бөледі. Осы температуралардың біреуіне белгілі сандық мән береді. Сөйтіп, екінші температураның мәні және кез-келген аралық температуралардың мәндері тағайындалады. Осылайша температуралық шкалаға келеді. Осы заманғы термометрия газ термометрінің көмегімен тағайындалатын идеал газ шкаласына негізделген. Газ термометрі деп отырғанымыз идеал газбен толтырылған және газдың қысымын өлшеуге арналған манометрмен жабдықталған жабық ыдыс болып табылады. Мұндай термометрде термометрлік зат дегеніміз идеал газ да, ал температурага тәуелділігін сызықтық деп алады. Осындай кезде судың қайнау температурасы кезіндегі қысым (рқ) мен мүздың еру температурасы кезіндегі қысымның (р0 қатынасы осы температуралардың өздерінің қатысына тең болады:
қатынасын тәжірибеден жеңіл анықтауға болады. Ол мынаны береді: Соңғы екі теңдіктен қабылданған шкалада мұздың еру температурасы дегеніміз 273,15 градус болып шығады, ал судың қайнау температурасы болса, ол 373,15 градус екен. Газ термометрдің көмегімен қайсыбір дененің температурасын өлшеу үшін денені газ термометрмен жанастыру керек, сосын тепе-тендікке жеткеннен кейін термометрдегі газдың р қысымын өлшейді. Сонда дененің Т температурасы Техникада және өмірде мұздың еру температурасын нөл деп алатын Цельсий шкаласы пайдаланылады. Бұл шкала бойынша анықталған { температура абсолюттік Т температурамен мынандай байланыста болады: Бұдан әрі біз Кельвин шкаласын пайдаланатын боламыз. Сонымен, температура дегеніміз денелердің жылулық тепе-тендігін сипаттайды екен: тепе-тендік күйге еткен кезде денелердің температуралары теңеседі де, тепе-тендік күйде түрған дененің немесе денелер системасының барлық бөліктерінің температуралары бірдей болады. Температураны өлшеу процедурасының езі осымен байланысты. Жылулық тепе-тендік орнау процесі энергия алмасу арқылы өтеді. Бірақ энергетикалық тепе-тендік бүкіл газ үшін орнамайды, тек бір молекулаға қатысты алынған орташа кинетикалық энергия үшін ғана орындалады. Молекуланың ілгерілемелі қозғалысының міне, осы орташа кинетикалық энергиясы өзін температура төрізді үстайды. Бұл екі шаманың арасындағы тағы бір ұқсастық - кинетикалық энергия да температура тәрізді аддитивтік шама емес, ол да барлык газ үшін жөне оның бөлІктері үшін (жеткілікті молекулалар саны болатын) бірдей болады. Түгел газдың энергиясын алатын болсақ, ол - аддитивтік шама, ол газдың бөліктерінің энергияларының қосындысынан түрады. Осы айтылғандардан температура деген шама молекулалардың ілгеріле-мелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы деген тоқтамға келуге болады. Сонымен, егер ө рнекпен анықталады, мүндағы р0 - еріп жатқан мүзға қойылғаи термометр-дегі газдың қысымы. Практикада газ термометрін сирек қолданады. Оның ролі басқа да - оның көмегімен пайдаланылып жүрген барлық термометрлер градуирленеді. Біздің шкаламыз бойынша нөлге тең болатын температураның идеал газ-дың қысымы нөлге тең болатын температура екендігінде сөз жоқ. Егер тем-пературалык шкаланың нолі кезінде термометрлік шама нөлге айналатыи болеа, онда мүндай шкала абсолютгік шкала деп аталады, ал осындай шкала бойынша саяалған температура абсолюттік температура деп аталады. Осы жерде сипатталған газ термометрінің шкаласы абсолюттік деп аталады. Оны көбіне Кельвин шкаласы деп те атайды, бүл шкала бойынша температура бірлігі кельвин деп аталады жене К деп белгіленеді. деп жазатын болсақ, онда (1.4) ернек ықшам жазылатын болады: Температураны үйреншікті бірліктермен өлшей беру үшін градустарды энергияның олшемділігімен байланыстыра алатын қажетті коэффициент енгізу керек. Ол коэффициентті арқылы белгілейді. Сонда градустармен алы-нған температура мен орташа кинетикалық энергия арасында мынандай байланыс болады: осыдан: (1.5) Энергия бірлігі мен температура бірлігі кельвин арасындағы қатынасты анықтайтын к коэффициентБольцман тұрақтысыдеп аталады. СИ-дегі оның мөні Температура молекулалардың ілгерлемелі қозғалысының орташа энерги-ясы болып анықталатындықтан, ол да қысым төрізді статистикалық шама болып табылады. жүктеу/скачать 12,4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|