Ознакомление с содержанием раздела "Молекулярная физика" в базовой и профильной школе. Выполнение демонстрационных опытов "Механическая модель броуновского (хаотического, теплового) движения молекул", "Диффузия газов и жидкостей", страница 4

Этот восходящий поток можно сделать хорошо заметным для всех учащихся. С этой целью следует применить теневое проецирование. Если на пути потока поместить наклонно лист кар­тона, то поток будет скользить вдоль листа (рис.5).

Опыт № 4

Сравнение удельных теплоемкостей металлов.

Оборудование: 1) прибор Тиндаля, 2) электрическая плитка или другой нагреватель.

Перед опытом снимают со стойки прибора Тиндаля обойму с цилиндриками одинакового веса из разных металлов: латуни, стали и алюминия (или свинца, латуни, стали и алюминия у приборов старой конструкции).

Перевертывают ее цилиндриками вверх, следя за тем, чтобы шайбы на стержнях вошли в отверстия сбрасывающей планки и поместились между планкой и обоймой. Сдвигают планку, как показано на рисунке 6, и тем закрепляют стержни в этом по­ложении. Погружают цилиндрики в жестяную ванну, прилагае­мую к прибору, в которую заранее наливают кипяток.

Пока цилиндрики прогреваются в воде, на стойке устанавли­вают подготовленную для опыта парафиновую пластинку. Ее ук­репляют ребром в специальных пазах стойки, подложив снизу жестяную кювету—форму (рис. 7). Затем демонстрируют опыт.

Вынутую из кипятка обойму с цилиндриками насаживают на стойку и, сдвинув планку, сбрасывают цилиндрики на парафи­новую пластинку. Цилиндрики должны стать точно посередине пластинки. Если какой-нибудь из цилиндриков немного сместил­ся в сторону, его надо быстро поправить (рис. 8).

Далее следят за тем, как цилиндрики, расплавляя парафин, постепенно погружаются в пластинку и останавливаются, когда их температура будет несколько ниже точки плавления парафина. Различная глубина погружения цилиндриков свиде­тельствует о различном коли­честве теплоты, отданной каж­дым из них при остывании на одинаковое число градусов, т. е. о неодинаковой теплоемкости. Принимая во внимание,  что массы у них одинаковы, мож­но сделать заключение: удель­ная теплоемкость различных металлов, из которых изготов­лены цилиндрики, неодина­кова.

Рассматривая     таблицу удельных теплоемкостей раз­личных металлов, можно убе­диться, что глубина погруже­ния цилиндриков хорошо согласуется с данными таблицы: наименьшая глубина погружения у свинца (удельная теплоемкость (130 дж/кг×град). Затем следуют латунь (400 дж/кг×град), сталь(460 дж/кг×град) и алюминий (880 дж/кг×град).

После проведения опыта парафиновую пластинку освобож­дают от цилиндриков, укладывают в форму и подогревают, пока парафин не расплавится. Затем парафину дают застыть. Чтобы с новой пластинкой можно было повторить опыт, ее вынимают из формы, слегка придерживая края формы и надавливая на дно. Таких пластинок необходимо приготовить несколько, по числу классов, в которых предполагается демонстрация опыта.

Опыт № 5

Изотермический процесс.

        Оборудованиие: прибор для изучения газовых законов ПГЗ (сильфон с мановакууметром).

В этом и в опытах № 6-9 используют прибор для изучения газовых законов (см. рис.9). Основная часть прибора – гофрированный цилиндр 1 (сильфон), который соединяется с наружным воздухом только через патрубок 2, впаянный в металлическую крышку 3. Объем воздуха в сильфоне изменяется с помощью винта 4 пропорционально изменению высоты цилиндра. Изменяется объем газа в условных единицах по демонстрационной шкале.

Для обеспечения герметичности прибора надо смазать тавотом краны манометра, тщательно соединить его с сильфоном. Если давление 1,5 атм в сильфоне удерживается в течение 10 мин, то прибор готов к работе.

Перед проведением опыта открывают у манометра оба крана и спомощью винта устанавливают объем воздуха в сильфоне, например, 7,5 усл. ед. Закрывают свободный кран манометра. Медленно изменяя объем воздуха, записывают на доске значения объема и соответствующие давления, а также значения произведения давлений на объем. Убеждаются, что при неизменной массе газа и постоянной температуре произведение объема газа на  давление есть величина постоянная, т.е. объем газа обратно пропорционален произведению на него давления. 

Опыт № 6

Изобарный процесс.

Оборудование: ПГЗ,  широкий стеклянный сосуд, термометр, чайник с горячей водой.