THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Bài KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CHUYỂN PHA I mục đích thí nghiệm Khảo sát tượng chuyển pha nước từ thể rắn sang thể lỏng Xác định nhiệt nóng chảy nước đá II Tóm tắt lý thuyết Nhiệt chuyển pha chất nhiệt độ T(oC) nhiệt lượng λ cần thiết để biến đổi đơn vị khối lượng chất từ trạng thái nà sang trạng thái khác Trong trình chuyển pha, nhiệt độ chủa chất không thay đổi Để xác định nhiệt chuyển pha nước từ thể rắn sang thể lỏng người ta dùng phương pháp hỗn hợp Hiện tượng trao đổi nhiệt xảy nhiệt lượng kế Berthelot bên nhiệt lượng kế, đũa khuấy nước nhiệt độ Tđ(oC) bên nước đá Tc(oC) Do nhiệt lượng kế Berthelot tạo môi trường đoạn nhiệt nên nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước phóng thích nhiệt lượng mà viên nướ đá hấp thụ Gọi: - m: khối lượng nhiệt lượng kế đũa khuấy - C: nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế đũa khuấy - M: khối lượng nước - M’: khối lượng viên nước đá - λ: nhiệt nóng chảy 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 Khảo sát truyền sóng dây: sóng tới, sóng phản xạ, giao thoa sóng, sóng dừng, cộng hưởng sóng dừng Đo bước sóng xác định vận tốc truyền sóng sợi dây II Tóm tắt lý thuyết Phương trình dao dộng sóng sợi dây OB : x0 = asin2πft (5.1) Vận tốc truyền sóng sợi dây: v F  (5.2) Phương trình dao động điểm M cách B đoạn y  MB : Ly  x1M  a.sin 2  ft     (5.3) Với λ bước sóng xác định bới hệ thức:  v f (5.4) Tương tự, sóng tới từ đầu O gây đầu B 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 cho độ dời B không, tức là: xB = x1B + x2B = Suy L  x2B   x1B   a.sin 2  ft     ra: (5.6) Như sóng phản xạ từ B gây M dao động x2M : x 2M    a.sin 2  f  y  L  t      v   (5.7) Ta có độ dời dao động tổng hợp M: xM = x1M + x2M (5.8) Thay (5.3), (5.6) vào (5.7), ta tìm phương trình dao động tổng L  xM  A.cos 2  ft     hợp M: (5.9) Với biên độ: A  2a.sin 2 y  (5.10) Với lực căng F cho trước, biên độ dao động bụng sóng đạt giá trị cực đại ổn định độ dài L sợi dây thỏa mãn điều kiện: L  OB  k  với k = 1, 2, 3,… (5.11) Thay vào (5.2), (5.4) vào (5.11), ta tìm được:  (5.12) 2L  k f F  Với sợi dây có độ dài L cho trước, ta thay đổi tần số f nguồn sóng lực căng F tác dụng lên sợi dây để khảo sát sóng dừng sợi dây có cộng hưởng với k = 1, 2, 3,…bụng sóng Từ đó, xác định bước sóng λ vận tốc v sóng truyền sợi dây: v = λf (5.13) III Kết thí nghiệm khảo sát cộng hưởng sóng dừng sợi dây Xác định bước sóng vận tốc truyền sóng a) Bảng 1: Khảo sát độ dài L sợi dây có cộng hưởng sóng dừng - Lực căng: F=1,0N ; - Tần số kích thích: k L (mm) 2L  (m) k 295 0,59 f = 30 Hz v= f  ( m ) 0,011 (m/s) 17,7 ∆ v (m/s) 0,02 484,3 0,48 0,008 14,4 0,02 678,3 0,45 0,011 13,5 0,02 900 0,45  Với k = 1: 290  300  295 L 2.295.10 3 L  295 (mm),     0,59 (m) k L  295  290  295  300  295  295  3,33 (m)   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 L 2.484,3.10 3  484,3 (mm),     0, 48 (m) k L  484,3  490  484,3  480  484,3  483  3, 77 (m)   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 = k = ta thu bảng b) Bảng 2: Khảo sát tần số kích thích ƒ có cộng hưởng sóng dừng sợi dây - Lực căng: F=1,0N k f (Hz) 17 26 ;  - Độ dài đoạn dây OB: L = 800 mm 2L (m) k v= f  ( m ) (mm) ∆ v (m/s) 34 Tương tự khảo sát phụ thuộc vận tốc truyền sóng v sợi dây vào lực căng F sợi dây - Độ dài đoạn dây OB: L = 0.600 m k F(N) 2,97 1,33  2L (m) k ; - Tần số kích thích: ƒ = 30Hz v= f  ( m ) (mm) ∆ v (m/s) 0,83 Tuong tự với delta L=0,05 delta f=1 ... nóng chảy 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 Khảo sát truyền sóng dây: sóng tới, sóng phản xạ, giao thoa sóng, sóng... lên sợi dây để khảo sát sóng dừng sợi dây có cộng hưởng với k = 1, 2, 3,…bụng sóng Từ đó, xác định bước sóng λ vận tốc v sóng truyền sợi dây: v = λf (5.13) III Kết thí nghiệm khảo sát cộng hưởng... 2: Khảo sát tần số kích thích ƒ có cộng hưởng sóng dừng sợi dây - Lực căng: F=1,0N k f (Hz) 17 26 ;  - Độ dài đoạn dây OB: L = 800 mm 2L (m) k v= f  ( m ) (mm) ∆ v (m/s) 34 Tương tự khảo sát