Определение средней длины свободного пробега молекул воздуха и эффективного диаметра молекул воздуха

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА И ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА.

Цель работы: вычисление длины свободного пробега и эффективного диаметра молекулы азота (который составляет 78.1% воздуха) по коэффициенту внутреннего трения (вязкости).

Приборы и принадлежности: цилиндрический сосуд с капилляром, стеклянный стаканчик, секундомер.

ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА.

1.  Заполнили сосуд водой на 2/3 объема, плотно закрыли его пробкой.

2.  Открыли кран и, дождавшись, когда вода начнет вытекать из сосуда каплями, подставили стаканчик, одновременно включив секундомер.

3.  Измерили по шкале манометра высоту поднятия уровня воды (в момент начала появления капель).

4.  Когда в стаканчике оказалось около 50-100 см³ воды, (этот объем займет воздух), перекрыли кран и остановили секундомер. Записали время истечения жидкости.

5.  Разность давлений на концах капилляра рассчитали по формуле:

где  — плотность  дистиллированной воды, при комнатной температуре (взял из таблицы); g —ускорение свободного падения.

6.  Температуру Т измерили комнатным термометром, а атмосферное давление Р определил по барометру.

7.  По формулам  и  вычислили длину свободного пробега и эффективный диаметр молекулы азота.

8.  Опыт повторили 3 раза с разными объемами, вытекающими из сосуда жидкости. Результаты измерений занесли в таблицу.

№	h,10 -2 м	V,10 - 6 м3	t,с	, Па	P, Па	T, К	,м *10-6	Д,м *10-10
1	2	50	124	200	101707,9	298	1,19	0,81
2	2	50	126	200			1,21	0,79
3	2	50	124	200			1,19	0,81
4	3	100	190	300			1,37	0,62
5	3	100	201	300			1,44	0,56
6	3	100	197	300			1,42	0,58
7	4	150	226	400			1,44	0,56
8	4	150	228	400			1,46	0,55
9	4	150	224	400			1,43	0,56

Вывод: вычислили длину свободного пробега молекулы азота и ее эффективный диаметр, полученные результаты можно считать весьма достоверными, источниками погрешностей являлись факторы внешней среды и неточности измерения некоторых величин.

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Ф.Скорины»

Физический факультет

Отчет по лабораторной работе

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА И ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА

Выполнили:                                                                                         

Студенты группы ФЭ-11                                                     Курьян В.Ю.                                                                                      

Зайцев А.А.

Проверила:                                                                           Соколов С.И.

Гомель 2012