Короткин Г.Р. Два полезных совета

Короткин Г.Р. Два полезных совета // Фiзiка: праблемы выкладання. – 2002. – № 3. – С. 73-75.

1. Наблюдение диффузии

В учебниках описан опыт по наблюдению диффузии в жидкостях. Для этого в мензурку наливают раствор медного купороса и воду и наблюдают резкую границу между раствором медного купороса и водой. Затем через некоторое время эта граница расплывается, становится нерезкой, и это говорит о проникновении молекул одной жидкости в промежутки между молекулами другой жидкости (к этому выводу мы приходим потому, что молекулы медного купороса, двигаясь хаотически, проникают в промежутки между молекулами воды).

Сложным в этом опыте является получение резкой границы между жидкостями, т.е. требуется налить в мензурку жидкости таким образом, чтобы они вначале не смешивались. Для этого можно воспользоваться самодельным прибором для наливания жидкостей (рис. 1).

Рис. 1.

1воронка, 2резиновый шланг, 3 — стеклянная трубка, заканчивающаяся с одного конца сужением

Жидкости в мензурку наливаются в такой последовательности. Сначала в мензурку наливают воду, затем берут прибор левой рукой у воронки, опускают нижним концом в стакан и наливают в воронку раствор медного купороса. Раствор через шланг и стеклянную трубку переливается в стакан до тех пор, пока из трубки не выйдут все пузырьки воздуха (они перемещаются вверх, и все это время нужно доливать в воронку раствор). Когда все пузырьки воздуха всплывут, пережимают пальцами шланг и осторожно переносят прибор в мензурку с водой так, чтобы нижний конец суженной части трубки касался дна мензурки. Освобождают трубку, и раствор медленно переливается в мензурку. В воронку следует подливать раствор, не допуская прерывания вытекающей струи (в противном случае в мензурку может попасть пузырек воздуха, который, всплывая, перемешает жидкости).

После заполнения раствором мензурки следует снова пережать пальцами (можно зажимом) шланг и аккуратно вынуть прибор из мензурки. При выполнении всех перечисленных выше условий наблюдается резко выраженная граница между раствором медного купороса и водой.

2. К опыту «Воздушное огниво»

С помощью прибора «Воздушное огниво» демонстрируется нагревание воздуха при быстром его сжатии. Если руководствоваться инструкцией к данному прибору, то опыт чаще всего не получается, т.е. вата с эфиром не воспламеняются.

Можно воспользоваться иной схемой проведения опыта, более надежной и эффективной.

Цилиндр заполняют парами эфира. Для этого горлышко бутылки с эфиром наклоняют над открытым концом цилиндра, и пары эфира (они тяжелее воздуха) опускаются на дно цилиндра, заполняя его по всему объему. Заполнение следует проводить в течение 15-20 секунд. Желательно, чтобы жидкий эфир находился вблизи горлышка.

Потом в цилиндр вставляют поршень, слегка смазанный вазелином, и ладонью, плотно прижатой к рукоятке поршня, совершают толчок. Затем поршень вынимают из цилиндра, быстро вставляют в цилиндр и снова совершают толчок. Все это повторяют до воспламенения паров эфира. Обычно для наблюдения пламени достаточно 2-3 толчков.

В связи с дефицитом эфира его можно заменить твердым топливом: порохом или серным веществом, используемым в спичках. Порох или серное вещество в небольшом количестве кладется на дно цилиндра. Так, например, достаточно снять серное вещество с двух-трех головок спичек, но не более. Опасно! Опыт великолепно получается после двух-трех толчков поршня.

С помощью этого опыта можно продемонстрировать и работу, совершаемую газом (воздухом) при его расширении. Первый толчок поршня совершают не сильно. Затем толчки усиливают, делают их более резкими. После каждого толчка быстро вынимают поршень из цилиндра и следят за окраской газа. Когда вслед за вынимаемым поршнем газ принимает белесую окраску – это значит, что содержимое близко к состоянию воспламенения. Следующий толчок должен быть сильнее предыдущих. При этом после толчка сразу же следует убрать руку с рукоятки. Топливо воспламеняется, газ расширяется и совершает работу по выталкиванию поршня из цилиндра. Обычно поршень с рукояткой подлетает вверх на высоту 1-2 метра. Если воспламенения топлива не произошло, то толчки следует повторить, не уменьшая усилия на рукоятку.

Выложил alsak
Опубликовано 28.12.08
Просмотров 5909
Рубрика Демонстрации
Тема Термодинамика
МКТ