Лабораторная работа № 9. Форма отчета.

Общие требования к оформлению.

Работа выполняется на листах бумаги формата A4, или на двойных тетрадных листах.

В заголовке указываются:

Фамилия и инициалы студента, № группы
НАЗВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Каждое задание лабораторной работы оформляется как ее раздел и должно иметь заголовок. В отчете по каждому заданию, должны быть даны ответы на все вопросы и, если это указано, сделаны выводы и приведены необходимые рисунки. Результаты тестовых заданий обязательно должны быть показаны преподавателю. В заданиях, включающих в себя измерения и расчеты, должны быть приведены данные измерений и данные проведенных расчетов.

Задание. Тепловое движение.

А). Ответы на вопросы. Расчеты. Таблица результатов:

Сравнение расчетных данных, с приведенными значениями в рабочем окне.

Б). Результаты наблюдений. Значения числа столкновений в левой и правой части объема, до перемещения перегородки и после перемещения. Ответы на вопросы.

В). Значения температур и числа столкновений в левой и правой частях объема. Ответы на вопросы.

Г). Значение температуры в левой и правой частях объема. Три – четыре значения температуры в левой и правой частях объема и их средние значения, после удаления перегородки. Ответы на вопросы. Среднее значение температуры до удаления перегородки. Ответы на вопросы.

Д). Расчет внутренних энергий в правой и левой частях объема, для случая, когда количество частиц в них разное. Сравнение этих значений со значениями температур. Ответы на вопросы. Значение суммарной внутренней энергии системы. Ответ на вопросы. Расчет температуры, которая установится после удаления перегородки. Расчет температуры системы на основании приведенных в рабочем окне температур "синих" и "оранжевых" частиц, с учетом их количества. Сравнение и вывод.

Е). Значения температур и значения скоростей частиц в левой и правой частях объема. Расчет средних значений квадрата скорости частиц в правой и левой частях объема. Сравнение с температурой. Ответы на вопросы.

Контрольные вопросы для проверки усвоения темы лабораторной работы:

1. Чем отличается описание термодинамических систем в классической термодинамике от молекулярно-кинетической теории?
2. Какие макроскопические параметры идеального газа описывают его состояние и как они взаимосвязаны?
3. Почему при описании состояния идеального газа в молекулярно-кинетической теории используются средние значения?
4. За счет чего возникает давление на стенки сосуда, в котором находится газ и от чего величина этого давления зависит?
5. Мерой чего является температура?
6. Поясните понятие внутренней энергии газа? В чем ее сходство и отличие от температуры?
7. Как определить температуру смеси, если температура компонента 1 была в два раза больше температуры компонента 2, и их смешали в отношении 2 объема 1-го к 4-м 2-го?
8. В каком случае мы будем наблюдать тепловое равновесие после удаления перегородки, которая разделяет на две не равные части объем газа, при равенстве внутренних энергий этих частей или при равенстве их температур?

Лабораторная работа № 10. ОПИСАНИЕ

Тепловое движение (2)

Рабочее окно

Вид рабочего окна приведен на Рис. 7.1. В левой части рабочего окна приведена модель распределения хаотически движущихся частиц между двумя одинаковыми частями объема А и Б. Справа вверху приведен график отклонений системы от равномерного распределения в процессе наблюдений.

Рисунок 7.1.

В нижней правой части окна расположены кнопки управления, окно индикации температуры и счетчик времени. Там же расположена таблица возможных способов распределения частиц в левой и правой частях объема. В третьей колонке таблицы суммируется время нахождения системы в каждом из возможных состояний в течение времени наблюдений. Кнопкой Пуск запускается движение частиц, при этом начальные скорости и расположение частиц задаются случайным образом. В окошке рядом с кнопкой Пуск задается число частиц. Кнопка Стоп останавливает движение. При нажатии на кнопку Продолжить движение возобновляется, и очищается окно с графиком отклонения системы от равномерного распределена и третья колонка таблицы возможных состояний системы. При помощи кнопки Нагрев можно увеличивать температуру в правой части моделируемого объема. Кнопка Выкл. отключает нагрев.