Жаратылыстану-педагогикалық факультеті

1. 
   Контрукцияны үстелге орнату.
   
2. 
   Желілік кабельді контрукция жалғағышына және желіге қосу.
   
3. 
   Су манометрінің өлшегіш түтігіндегі су деңгейі «0»-ді көрсететіндей етіп су қую.
   
4. 
   Беткі панельдегі барлық крандарды жабу.
   

1. 
   «СЕТЬ» батырмасын басып, зертханалық қондырғыны іске қосыңдар. «Компрессор» батырмасын басып, ұстап тұрып компрессорды іске қосыңдар. Су манометрінің көрсетуін бақылап отырып, оның көрсетуі 230-250 мм су бағанасы болытындай етіп орнатыңдар.
   
2. 
   «Компрессор» батырмасын қайта басып, компрессорды өшіріңдер.
   
3. 
   1-2 минут уақыт өткен соң К1 кранын ашыңдар.
   
4. 
   Секундомердің «Пуск/Стоп» батырмасын басыңдар.
   
5. 
   Манометр бағанасының төмендеуін бақылап отырыңдар және ол 180 мм су бағанасын көрсеткенде секундомердің «Пуск/Стоп» батырмасын басыңдар.
   
6. 
   Секундомердің «Пуск/Стоп» батырмасын қайта басыңдар.
   
7. 
   Бағана 170 мм-ді көрсеткенде секундомердің «Пуск/Стоп» батырмасын қайта басыңдар.
   
8. 
   Секундомер көрсетулерін кестеге жазып алыңдар.
   
9. 
   Осылай қысын әрбір 10 мм-ге төмендеген сайын секундомер көрсетуін жазып алыңдар, оны қысым мәні 10-20 мм болғанша жалғастырыңдар.
   
10. 
    Тәжірибені кездейсоқ қателікті азайту үшін тағы екі рет қайталаңдар.
    
11. 
    Осы тәжірибені екі-үш түрлі қылтүтік үшін қайталаңдар.
    

1. 
   Қысым 170, 160, 150… мм сынап бағанасына төмендеген кездегі уақыттың орташа мәнін табу және 1-кестеге жазу.
   
2. 
   мәнін есептеу, 1-кестеге жазу.
   

2-кесте.

5. 
   Келесі формула бойынша динамикалық тұтқырлық коэффициентін есептеңдер:
   

6. 
   кинетикалық тұтқырлық коэффициентін есептеңдер, ауа тығыздығы 1,3 кг/м³ –ға тең деп алыңдар. Нәтижелерде 2-кестеге жазыңдар.
   
7. 
   Келесі формула бойынша Рейнольдс санын есептеңдер:
   

8. 
   Молекулалардың орташа еркін жүру ұзындығын есептеңдер:
   

9. 
   Бөлме температурасын Кельвинде 2-кестеге жазыңдар.
   
10. 
    Осы тәжірибені екі-үш түрлі қылтүтік үшін қайталаңдар.
    

• 
  Қондырғыны пайдалануға берілген паспорт пен пайдалану бойынша нұсқаулықпен танысып шыққан және қауіпсіздік техникасымен таныс азамат жіберіледі.
  
• 
  Қондырғыны пайдалану алдында оның өшірулі тұрғанына көз жеткізу керек.
  
• 
  Кезкелген ақау мен бұзылу анықталған жағдайда, сонымен қатар түтін, ұшқын және күйік иіс байқалған жағдайда лезде қондырғыны токтан ажырату қажет.
  
• 
  Бұзылған қондырғыны пайдалануға ТЫЙЫМ САЛЫНАДЫ.
  
• 
  Қондырғыны және оның құрамындағы бөлшектерді өзінің мақсатынан өзге мақсатта пайдалануға ТЫЙЫМ САЛЫНАДЫ.
  
• 
  Қондырғының ішін ашуға ТЫЙЫМ САЛЫНАДЫ.
  
• 
  Қондырғының принциптік сұлбасын және оның жалпы мақсатын өзгертуге ТЫЙЫМ САЛЫНАДЫ.
  
• 
  Қондырғы салқын бөлмеде сақталған және қыс ауысында тасымалданған жағдайда оны желіге қосу алдында қаптамадан шығарылған күйінде кем дегенде 6 сағат бөлме темперасында тұруы тиіс.
  
• 
  Қондырғыны пайдалану кезінде «Пайдаланушылардың электр қондырғыларын техникалық пайдалану ережелерін» және «Пайдаланушылардың электр қондырғыларын пайдалану кезіндегі қауіпсіздік техникасы ережелерін» сақтау қажет.
  
• 
  Қондырғыны ток ұру қауіпі төмен бөлмеде ғана пайдалану қажет.
  
• 
  Ток ұруды болдырмау үшін және қондырғының құрамдас бөліктерінің істен шығуының алдын алу үшін сыртқы қорек көздерін пайдалануға тыйым салынады.
  
• 
  Қондырғыны тез өртенетін және отты тез тарататын заттарға жақын жерге орнатпаңыз.
  
• 
  Қосулы қондырғына қараусыз қалдырмаңыз.
  
• 
  Қондырғының ішіне сұйық заттардың енуіне жол бермеңіз.
  
• 
  Қондырғыны күту режимінде ұзақ қалдырмаңыз (12 сағаттан аспауы тиіс).
  
• 
  Сынып қалмау үшін басқару батырмаларын пайдалану кезінде көп күш салмаңыз.
  

1. 
   Идеал газ үшін тұтқырлықтың болу себебі қандай?
   
2. 
   Тасымалдау құбылысы дегеніміз не?
   
3. 
   Тұтқырлық дегеніміз не?
   
4. 
   Қандай шама тұтқырлық кезінде тасымалданады?
   
5. 
   Жылдамдық градиенті деп нені айтамыз?
   
6. 
   Тұтқырлық коэффициенті газдың қандай параметрлеріне байланысты болады?
   
7. 
   Ауаның молекулаларының еркін жүру жолының орташа ұзындығы қандай шамаларға байланысты?
   
8. 
   Тәжірибе жағдайында, баллондағы газ атмосфераға өткендегі ауаның тұтқырлық коэффициенті және молекуланың еркін жолының орташа ұзындығы қалай өзгереді?
   
9. 
   Хаосты жылулық қозғалыстағы молекулалар орташа жылдамдығы газдың қандай параметрлермен тәуелді болады және оны қандай формуламен есептейді?
   
10. 
    Жұмыстағы қолданған сұйық монометрмен қандай қысым айырмасын өлшейді?
    
11. 
    Тәжірибе кезіндегі капиллярдағы ауа қысымы шамамен қандай болады? Берілген жұмыста қандай шамаларды өлшеу арқылы жүргізіледі? а) тікелей қайталау б) жанама?
    

1. 
   Зертханалық жұмыс келесі түрде безендіріледі:
   
2. 
   Тәжірибені орындау.
   
3. 
   Алынған мәліметтерді кестеге енгізу.
   
4. 
   Орындалған жұмыс бойынша қорытынды жасау.
   
5. 
   Жұмысты А4 форматында безендіру және өткізу (жұмыстың аты; жұмыстың мақсаты; құрал жабдықтар; жұмысты орындау реті; кестені толтыру; қорытындылау; бақылау сұрақтарына қысқаша жауаптар).
   

1. 
   Ә.Х. Сарыбаева. Молекулалық физика және термодинамика негіздері. Шымкент: ИП "Бейсенбекова А.Ж.", 2015
   
2. 
   Ә. С. Асқарова, М.С. Молдабекова. Молекулалық физика. ­ Алматы: Қазақ университетi, 2006.
   
3. 
   М.
   Құлбекұлы. Молекулалық физика және термодинамика. Алматы: "Қарасай" баспасы, 2005
   
4. 
   И.В.Савельев, Жалпы физика курсы. Т.1: Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика.- Алматы: [б.ж.], 2010.
   
5. 
   И.В.Савельев, Курс общей физики. Т.1: Механика. Молекулярная физика и термодинамика. М.: КноРус, 2012.
   
6. 
   А. А. Детлаф, Б. М. Яворский, Курс физики.- М. : Академия, 2008.
   
7. 
   Т. И. Трофимова, Курс физики.- М. : Академия, 2007.
   
8. 
   Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика.- Изд. второе, испр. - М.: Наука, 2002.
   

1. 
   Т. П. Аманқұлов. Жалпы физика курсы. Шымкент: ОҚМУ. 2007.
   
2. 
   Н.Қойшыбаев.Молекулалық физика. Алматы: Зият Пресс. 2005
   
3. 
   Н. Iлiясов. Жалпы физика курсы: Молекулалық физика және бейсызық физика. Алматы: Бiлiм, 2003.
   
4. 
   А. Н. Бақтыбаев. Физика, молекулалық физика және термодинамика курсы. Түркiстан : ХҚТУ, 2006.
   
5. 
   Ә.Х.Сарыбаева, И.Б.Усембаева, К.М.Беркимбаев. Қолданбалы физика курсы. Шымкент: ТОО "Эврика-media", 2015.
   
6. 
   Гершензон Е. Термодинамика и молекулярная физика. М: АСАДЕМА. 2000г.
   
7. 
   Г.Б. Померанцев, А.К. Ахметов. Курс общей физики. Обычная механика. Колебания и волны. Теория относительности Эйнштейна. Молекулярная физика и основы термодинамики. Астана:"Фолиант",2003.
   

1. 
   Эксперименттік қондырғымен танысу.
   
2. 
   Зертханалық жұмысты орындау.
   
3. 
   Алынған нәтижеге қорытынды жасау.
   
4. 
   Зертханалық жұмысты безендіру және қорғау.
   

Тепе-теңсіз термодинамикалық жүйелерде, тасымалдау құбылыстары деп аталатын, ерекше қайтымсыз энергияның, массаның, импульстің кеңістіктік тасымалдануы жүреді. Тасымалдау құбылыстарына жылу өткізгіштік (энергияның тасымалдануы), диффузия (массаның тасымалдануы) және ішкі үйкеліс (импульстің тасымалдануы) жатады.

Конвекция деп – газдың немесе сұйықтың макроскопиялық көлемдерінің қозғалысы және араласуы арқылы жылу тасымалдануын айтады.

Жылулық сәуле шығару дегеніміз – бұл сәуле шығаратын дененің атомдарының немесе молекулаларының жылулық қозғалысының әсерінен әртүрлі толқын ұзындықтағы электромагниттік тербелістердің таратылу процесі.

Жылу өткізгіштік бір-бірімен тікелей жанасып тұрған микробөлшектердің ретсіз (жылулық) қозғалысының салдарынан жылу тасымалдануы болып табылады. Қатты денелерде жылуөткізгіштік жылу таратылуының негізгі түрі болып табылады.

Жылу өткізгіштік құбылысын молекулалардың соқтығысуларының нәтижесі ретінде қарастыруға болады. Қатты дененің бір ұшының қызуының артуына қарай молекулалар шапшаң қозғала бастайды. Олар жайырақ қозғалыста тұрған көрші молекулалармен соқтығысқан кезде оларға өзінің энергиясының бір бөлігін береді, соның салдарынан көрші молекулалардың жылдамдығы артады. Ал бұл молекулалар соқтығысу процесінде өзінің энергиясының бір бөлігін, дененің қызған ұшынан әрірек жатқан келесі молекулаларға береді. Сонымен осылай жылу тасымалдану жүреді, яғни, молекулалардың өзара соқтығысуының есебінен көлем бойынша жылулық қозғалыс энергиясының берілуі іске асады.

Жылу өткізгіштік құбылысы дененің әртүрлі нүктелерінің арасында температуралар айрмашылығы болған кезде ғана жүреді.

Эксперимент жүзінде, дененің бір ұшынан екінші ұшына уақыт бірлігінде алмасатын жылу мөлшері (бұл жылулық ағын деп аталынады) сол ұштардағы температуралар айырмашылығына пропорционал екендігі тағайындалады. Жылулық ағын сонымен бірге дененің өлшемі мен формасына байланысты. Сондықтан мысал ретінде осіне салыстырғандағы біртекті симметриялы денедегі жылулық ағынының бір өлшемді есебін қарастырамыз (1-сурет).


1-сурет

Егер екі көрші қимадағы температуралар Т және , ал қабаттың қалыңдығы болса, онда қатынасы температураның өзгеру жылдамдығын сипаттайды, ол температура градиенті деп аталады.

Фурье эксперимент жүзінде, дененің көлденең қимасы арқылы уақыт бірлігінде өтетін жылу мөлшерімен анықталатын, жылулық ағын , температура градиентіне пропорционал екендігін тағайындады (Фурье заңы):

æ (1)

Мұнда осіне перпендикуляр, беті арқылы өтетін жылулық ағын, - температура градиенті, æ – ортаның қасиетіне байланысты, жылу өткізгіштік деп аталатын пропорционалдық коэффициент, (1) теңдеудегі минус таңбасы жылулық ағынның температураның төмендеу жағына бағытталатынын көрсетеді, яғни - дің және - тің таңбалары қарама-қарсы.

(1)- қатынасынан көрініп тұрғандай, жылу өткізгіштік æ сандық жағынан уақыт бірлігінде температура градиенті бірге тең болғандағы , жылулық ағынына перпендикуляр бағыттағы аудан бірлігінен өтетін жылу мөлшеріне тең. Жылулық ағынның бірлігі джоуль бөлінген секунд болғандықтан, яғни ватт бөлінген метр – кельвинмен өлшенеді (Вт/(мК)).

Егер жылу тасымалдану процесі стационар және температура қабаттан қабатқа біртекті өзгерсе, онда (1) теңдеу бұл жағдайда мынадай түрге енеді:

мұнда Т₁-Т₂ - қашықтықта тұрған заттың екі қимасының арасындағы температуралар айырмашылығы.

Қалқадан өткен жылу, ортаның температурасының мына шамаға өзгертеді.

мұнда с – ортаның меншікті жылу сыйымдылығы, - сол ортаның массасы.

1. 
   – теңдіктен, уақыт ішінде ауданшадан өткен жылу мөлшерін оңай есептеуге болады.
   

егер қабатта температура өзгерісі, сызықтың заңдылықпен өзгереді (кваистационар режим) деп есептесе, онда (2)-ні ескере отырып, мына өрнекті аламыз.

Сондықтан (3) және (5)-тің негізінде

деп жаза аламыз. Егер қалқаның әрі жағында уақыт аралығында температура Т₁-ден Т₂-ге дейін өзгерсе, онда (6) қатынас бұл жағдайда былай жазылады:

Осы теңдікті интегралдап, қалқаның жылу өткізгіштігін анықтайтын өрнекті мына түрде аламыз:

æ (8)

Сонымен, қалқаның әрі жағындағы ортаның массасы және меншікті сыйымдылығының мәндерін; уақыт аралығындағы ортаның температурасының өзгерісінің бастапқы (Т₁) және (Т₂) температураларын; қалқаның қалыңдығын; жылу өткізгіш беттің ауданын және бастапқы температураны білсек, онда (8) – теңдікті пайдаланып, қалқа жасалынған заттың жылу өткізгіштігін анықтауға болады.

Сусымалы материалдың жылу өткізгіштігін анықтауға арналған қондырғы (2-сурет) диаметрі 133 мм және биіктігі 270 мм цилиндр болып келеді. Қондырғының жоғарғы жағында , сусымалы материал камерасының түбіне жұқа етіп төгілген, сусымалы материал 2 үлгісіне түбімен тығыз орналастырылған , калориметр 1 бар.

Калотиметрді айнала жылу изолациялық пенопласттық втулка 3 орналасқан. Калориметр жоғарғы жағынан, термометрі 5 (сақтандырғыш қаптаманың ішінде) және араластырғышы 17 бар, қақпақпен жабылған. Сусымалы материал камерасының түбі жылу берілу процесін қамтамасыз ететін жылу көзі багінің қақпағы болып табылады. Бұл бак екі сиымдылықты тұтас етіп жасалынған агрегат. Олардың суға 6 және буға арналған сыйымдылықтары диаметрі 3 мм түтікшеден бір-бірімен жалғастырылған. Су багінің түбінде электр қондырғыш 9 орналастырылған. Қыздырғыш шнур 11 және оның ұшындағы айырмен 10 электр желісіне қосылады.

Су багі тығынымен 13 жабылатын мойынша, 12 арқылы суға толтырылады. Буға арналған сиымдылықтың бу шығатын түтікшесі 15 бар.

Сусымалы материал қабатының беті материал қабатының қалыңдығын өлшеуіштің табанымен 1 (3-сурет) тегістеледі. Бұл кезде өзекше 2 түтікшенің 3 ішіне өндіріліп винтпен 4 бекітіліп қойылады, қабаттың қалыңдығы өзекшенің шығып тұрған ұшының ұзындығы арқылы өлшенеді (бұл өлшеу штангенциркуль арқылы іске асады).

Қондырғының жұмыс істеу принципі уақыт бірлігінде сусымалы материалдың белгілі бір қалыңдық қабаты арқылы берілетін ішкі энергия мөлшерін өлшеуболып табылады. Суға арналған қайнатқыш – бактан 6 бу сыйымдылығына 7 үздіксіз бу келіп, температурасының тұрақталыну шартын қамтамасыз етеді. Сыйымдылықтың 7 үстінде зерттелінетін заттан жасалған пластина жатады – біздің мысалымызда сусымалы зат. Осы пластинаның үстіне суы бар калориметр орналастырылған. Будың ыдыс – сыйымдылығы 7. Пластина – сусымалы зат 2 және калориметр 1 қоршаған ортадан жылудан изоляцияланған. Калориметрдегі судың температурасының өзгерісі термометр арқылы бақыланады.


2-сурет


3-сурет
Егер бізге пластинаның қалыңдығы (қабаттың) және оның ауданы , будың температурасы және судың бастапқы кездегі мен біраз уақыт өтеннен кейін температуралары белгісі болса, онда (8) қатынасының берілген қондырғыға арналып өзгертілген түрі бойынша жылу өткізгіштіктің æ мәнін есептеп табуға болады:

æ (9)

1. 
   Қондырғының корпусынан (2-сурет) қақпақты 4 алыңыз.
   
2. 
   Пенопласты втулканы 3 суырып алыңыз.
   
3. 
   Сусымалы зат камерасының түбіне зерттелінетін зат қабатын төгіңіз.
   
4. 
   Сусымалы материал қабатының қалыңдығын өлшеуіштің 1 (3-сурет) жазық табанымен төгілген үлгінің қабатын тегістеңіз.
   
5. 
   Өзекшені 2 винтпен 4 қатырыңыз.
   
6. 
   Өзекшенің 2 табанынан 1 шығып тұрған ұзындығы бойынша мм қателікті штангенциркульмен қабаттың қалыңдығын өлшеңіз және үлгінің ауданын анықтаңыз.
   
7. 
   Жылу изоляциялық втулканы 3 үлгі қабатының үстіне орнына орналастырыңыз.
   
8. 
   Калориметрді массасын анықтаңыз.
   
9. 
   Калориметрге дистилденген су құйып м³ және оның массасын анықтаңыз.
   
10. 
    Су бар калориметрді жылу изоляциялық втулканың ішіне қойыңыз. Саңлауы және оның бағанасы қондырғының алдыңғы жағына қарай орналасқанын байқау керек.
    
11. 
    Тығынды 13 бұрыш ашып, мойынша 12 арқылы су багіне 6 дистилденген су құю керек. Судың деңгейі көрсеткіштің 14 екі кертпесінің арасында болуы керек.
    
12. 
    Мойыншаны тығынмен жабу керек.
    
13. 
    Қондырғыны шнурмен 11 айыр 10 арқылы кернеулі тізбекке қосу керек.
    
14. 
    Бактегі су қайнағанға дейін күту керек. Қайнау процесінің басын түтікше 15 тетігі арқылы шыққан будың пайда болуынан білуге болады.
    
15. 
    Түтікшедегі будың пайда болуы жылу беріліс процесінің басталу кезеңі ретінде алу керек.
    
16. 
    Қайнатқыштағы су қайнаған кездегі температурасын және калориметрдегі судың температурасын анықтаңыз, мүмкіндігінше, калориметрдегі судың температурасы бөлменің температурасынан 5-10⁰С – ге төмен болуы керек. Осы кезден бастап уақытты есептеуге кірісіңіз.
    
17. 
    Әрбір 30 с уақыттағы калориметрдегі судың температурасының өзгерісін жазып алып отырыңыз. Өлшеуді калориметрдегі судың температурасы бөлменің температурасынан 5-10⁰С артқанға дейін жүргізу керек.
    
18. 
    Алынған мәндер бойынша тәуелділік графигін тұрғызу керек. (9)- теңдікте есептеуге пайдаланып, температураның және оған сәйкес уақыттың мәндерін, осы графиктің түзу бөлігінен анықталынады (4-сурет).
    

4-сурет.

19. 
    Зерттелінген үлгілердің жылуөткізгіштік мәндерін (9)- формула бойынша есептеу керек.
    
20. 
    Өлшеу қателігін мына қатынас арқылы анықтаңыз
    

1 кесте

2 кесте