Измерение плотности жидкости способом сообщающихся сосудов
Способ применения закона сообщающихся сосудов для определения плотности жидкости описан в учебнике физики Фёдора Николаевича Индриксона для мужских гимназий (издание 1918 года) «Этот закон дает нам возможность определять удельный вес жидкости. Для этого нужно в один сосуд налить сверху ртути воды, а в другой сосуд столько исследуемой жидкости, чтобы уровень ртути был одинаков в обоих сосудах. Пусть в сосуд В у нас налита вода, тогда d1 = 1, следовательно, h1/h= 1/d, откуда d = h/h1».[1] Схема опытной установки для смешивающихся жидкостей показана на рисунке 1.[2]
В рукописи В.П. Демковича «Лабораторные работы по физике в классе и дома», подготовленной к ленинградской городской педагогической выставке 1947-1948 года, есть описание техники и методики фронтальных лабораторных работ по физике в 6 - 10 классах 278 женской средней школы Ленинского района Ленинграда.
Во втором разделе рукописи «Комплект ученических отчетов о проделанных работах в различных классах» найден подробный отчет ученицы о лабораторной работе по определению плотности жидкости способом сообщающихся сосудов (рис 2).
«Затвором» для смешивающихся жидкостей, в описанном выше опыте, являлась ртуть.
В коллекции физического оборудования Педагогического музея СПб АППО представлен самодельный демонстрационный прибор с жидкостным «затвором» (фото 1). Предположительно, прибор был изготовлен в мастерских товарищества «Ильин и К0» в Петрограде и представлял собой сообщающиеся сосуды цилиндрической формы (внешний диаметр 20 мм), закрепленные вертикально на деревянной стойке высотой 500 мм. Видимо, со временем сосуды были повреждены, и стойка была использована для восстановления прибора.
В приборах для определения плотности жидкости с помощью закона сообщающихся сосудов, наряду с жидкостными «затворами» (фото 2), использовались и воздушные «затворы» (фото 4).
Для проведения опыта на этом приборе «сначала наливают небольшое количество одной жидкости в левое колено, а затем другой в правое. В дальнейшем жидкости наливаются поочередно в соответствующие колена, пока их уровни в горизонтальной трубке не совпадут с нулевыми делениями шкал».[3]
Особенностью прибора, изображенного на фото 3, является его шкала, которая проградуирована в линиях (в русской и английской системах мер 1 дюйм = 10 линиям («большая линия») = 2,54 см.)[4]Для определения цены деления прибора и перевода внесистемной единицы в систему «СИ» проведем несложные расчеты. Верхний предел шкалы - 200 линий, нижний – 0 линий. Цена деления шкалы 1 «большая линия». Измерим в миллиметрах расстояние между крайними делениями и разделим его на 200. В результате измерений и расчетов в рамках допустимой погрешности можно убедиться, что цена деления прибора равна 2,54 мм, что соответствует одной десятой дюйма.
 |
|
| Рис. 2 | |
 |
 |
| Фото 1. Самодельный прибор | Фото 2. Прибор фабричного изготовления |
 |
 |
| Фото 3. Жидкостный «затвор» | Фото 4. Воздушный «затвор» |
[1] Ф.Н. Индриксон. Учебник Физики. Ч.1.-Издание IV.Петроград. 1918 стр. 72-73
[2] Там же
[3] Д.Д. Галанин, Е.Н. Горячкин, С.Н. Жарков и др. Физический эксперимент в школе. Т.2 Механика.- УЧПЕДГИЗ М: 1935
[4] wikipedia.org/wiki/%C4%FE%E9%EC (дата обращения 12.04.2015)
|
|
|