- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Thực hành vật lý đại cương khảo sát hiện tượng chuyển
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (150.98 KB, 10 trang )
THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG
Bài 6 . KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CHUYỂN PHA
I.
mục đích thí nghiệm
Khảo sát hiện tượng chuyển pha của nước từ thể rắn sang thể lỏng.
Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá.
II.
Tóm tắt lý thuyết
Nhiệt chuyển pha của một chất ở nhiệt độ T(oC) là nhiệt lượng λ cần
thiết để biến đổi một đơn vị khối lượng chất từ trạng thái nà sang trạng
thái khác. Trong quá trình chuyển pha, nhiệt độ chủa chất không thay
đổi.
Để xác định nhiệt chuyển pha của nước từ thể rắn sang thể lỏng
người ta dùng phương pháp hỗn hợp. Hiện tượng trao đổi nhiệt xảy ra
trong nhiệt lượng kế Berthelot giữa một bên là nhiệt lượng kế, đũa
khuấy và nước cùng ở nhiệt độ Tđ(oC) và một bên là nước đá ở Tc(oC).
Do nhiệt lượng kế Berthelot tạo ra một môi trường đoạn nhiệt nên
nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước phóng thích bằng nhiệt lượng
mà viên nướ đá đã hấp thụ.
Gọi: - m: khối lượng của nhiệt lượng kế và đũa khuấy.
- C: nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế và đũa khuấy.
- M: khối lượng của nước.
- M’: khối lượng của viên nước đá.
- λ: nhiệt nóng chảy của nước đá.
Ta có phương trình: (M + mC)(Tđ -Tc) = M’ λ + M’Tc
KHẢO SÁT SÓNG DỪNG TRÊN SỢI DÂY
I.
Mục đích thí nghiệm
1.
Khảo sát sự truyền sóng trên dây: sóng tới, sóng phản xạ, giao
thoa sóng, sóng dừng, cộng hưởng sóng dừng.
2. Đo được bước sóng và xác định được vận tốc truyền sóng trên
sợi dây
II.
Tóm tắt lý thuyết
Phương trình dao dộng sóng của sợi dây OB : x0 = asin2πft
(5.1)
Vận tốc truyền sóng trên sợi dây:
v
F
(5.2)
Phương trình dao động tại điểm M cách B một đoạn y MB :
Ly
x1M a.sin 2 ft
(5.3)
Với
λ
là
bước
sóng
xác
định
bới
hệ
thức:
v
f
(5.4)
Tương tự, sóng tới từ đầu O gây ra tại đầu B một dao động x1B :
L
x1B a.sin 2 ft
(5.5)
Khi tới đầu B, sóng bị phản xạ ngược lại. Vì đầu B cố định, nên
sóng phản xạ từ B ngược pha so với sóng tới B sao cho độ dời của B
luôn bằng không, tức là: xB = x1B + x2B = 0
Suy
L
x2B x1B a.sin 2 ft
ra:
(5.6)
Như vậy sóng phản xạ từ B gây ra tại M một dao động x2M :
x
2M
a.sin 2 f
y L
t
v
(5.7)
Ta cũng có độ dời của dao động tổng hợp tại M: xM = x1M + x2M
(5.8)
Thay (5.3), (5.6) vào (5.7), ta tìm được phương trình dao động tổng
L
xM A.cos 2 ft
hợp tại M:
(5.9)
Với
biên
độ:
A 2a.sin
2 y
(5.10)
Với lực căng F cho trước, biên độ dao động tại các bụng sóng chỉ
đạt giá trị cực đại ổn định khi độ dài L của sợi dây thỏa mãn điều kiện:
L OB k .
2
với k = 1, 2, 3,…
(5.11)
Thay vào (5.2), (5.4) vào (5.11), ta tìm được:
(5.12)
2L 1
k
f
F
Với sợi dây có độ dài L cho trước, ta lần lượt thay đổi tần số f của
nguồn sóng và lực căng F tác dụng lên sợi dây để khảo sát sóng dừng
trên sợi dây khi có cộng hưởng với k = 1, 2, 3,…bụng sóng. Từ đó,
xác định được bước sóng λ và vận tốc v của sóng truyền trên sợi dây:
v = λf
(5.13)
III. Kết quả thí nghiệm
1. khảo sát cộng hưởng sóng dừng trên sợi dây. Xác định bước
sóng và vận tốc truyền sóng
a) Bảng 1: Khảo sát độ dài L của sợi dây khi có cộng hưởng sóng
dừng.
- Lực căng: F=1,0N
;
- Tần số kích thích:
k
L (mm)
2L
(m)
k
1
295
0,59
f
= 30 Hz
v= f
( m )
0,011
(m/s)
17,7
∆ v (m/s)
0,02
2
484,3
0,48
0,008
14,4
0,02
3
678,3
0,45
0,011
13,5
0,02
4
900
0,45
Với k = 1:
290 300 295
2 L 2.295.10 3
L
295 (mm),
0,59 (m)
3
k
1
L
295 290 295 300 295 295
3,33 (m)
3
L 3,33
0, 011 (m)
L
295
v
0, 01
0, 02 (m/s)
0,59
;
v = λf = 0,59.30 = 17,7 (m/s)
Với k = 2:
L
490 480 483
2 L 2.484,3.10 3
484,3 (mm),
0, 48 (m)
3
k
2
L
484,3 490 484,3 480 484,3 483
3, 77 (m)
3
L 3, 77
0,008 (m)
L 484,3
v
0,008
0, 02 (m/s)
0, 48
;
v = λf = 0,48.30 = 14,4 (m/s)
* Tương tự với k = 3 và k = 4 ta thu được bảng 1
b) Bảng 2: Khảo sát tần số kích thích ƒ khi có cộng hưởng sóng
dừng trên sợi dây.
- Lực căng: F=1,0N
k
f (Hz)
1
2
17
3
26
;
- Độ dài đoạn dây OB: L = 800 mm
2L
(m)
k
v= f
( m )
(mm)
∆ v (m/s)
4
34
Tương tự như trên
2. khảo sát sự phụ thuộc của vận tốc truyền sóng v trên sợi dây
vào lực căng F của sợi dây.
- Độ dài đoạn dây OB: L = 0.600 m
k
F(N)
1
2
2,97
3
1,33
2L
(m)
k
;
- Tần số kích thích: ƒ = 30Hz
v= f
( m )
(mm)
∆ v (m/s)
4
0,83
Tuong tự như thế với delta L=0,05 delta f=1
