Описание экспериментальной установки

Используя установку (рис. 4.3), можно определить время τ вытекания некоторого объема жидкости V в стакан C, равного объему воздуха, зашедшего через трубку Tр радиусом r и длиной x в баллон Б.

Рисунок 4.3 – Схема установки для определения средней длины свободного пробега

Разность давлений между наружным воздухом и внутри баллона Δ p найдем как среднее арифметическое между уровнем воды h и уровнем h_i в момент остановки секундомера, то есть:

(4.17)

где ρ_ж – плотность воды при температуре опыта.

При этом в стакане С будет находиться V_i м³ воды (отметим, что наполнять стакан С нужно начинать с момента, когда вода будет вытекать из Б каплями).

Таким образом, рассчитав θ и экспериментально, можно найти из (4.10) эффективный диаметр молекул газа, учитывая, что

(4.18)

Итак, используя данные эксперимента и формулы (4.16), (4.17) и (4.18), находим и d.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. При закрытом кране К заполнить сосуд Б водой и плотно закрыть его пробкой. Под кран подставить стакан С.

2. Зафиксировать уровень воды в нем h^/ (h^/ > h).

3. Открыть кран К и, подождав, когда вода будет вытекать из Б каплями, а уровень жидкости сравняется с меткой h, включить секундомер. С помощью секундомера измерить время τ₁ по истечении которого уровень воды в Б опустится до метки h ₁ (что соответствует V ₁ = 20 мл), затем последовательно до h ₂ (V₂ = 40 мл), h ₃ (V₃ = 60 мл) и т.д. Данные занести в таблицу.