Знаменский П. А. Лабораторные занятия по физике в средней школе. Ч. 2 - 1955

V. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕПЛОТА
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ДИФФУЗИЯ. БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
133. Диффузия газов (стр. 90, п. 2 и 3)
Приборы и материалы. 2 маленькие цилиндрика с рантами
(рис. 287). Пластинка картона. Аппараты для получения водорода и угле-
кислого газа Осушительная склянка с серной кислотой. 2 резиновые трубки
к предыдущим аппаратам. Стеклянная трубка. Винтовой зажим. Манометр
с подкрашенной водой (рис. 288 и 289). Резиновая трубка к нему. Полый
цилиндр из пористой глины с примазанной к нему воронкой
(рис. 288 и 289). Штатив с кольцом и зажимом. Дощечка с боль-
шим отверстием. Лучинки. Спички.
1. Наполните один из цилиндриков водородом,
закройте его отверстие листком картонами, не пере-
ворачивая, установите его на втором цилиндрике
с воздухом (рис. 287).
2. Осторожно вытащите полоску картона и рас-
положите оба цилиндрика так, чтобы их края как
раз приходились один над другим.
3. Через несколько минут снова осторожно вдвинь-
те листок картона между цилиндриками и отставьте
верхний цилиндрик.
4. Исследуйте, нет ли теперь водорода в ниж-
нем цилиндрике, в котором сначала был только воз-
дух. Для этого, перевернув цилиндрик, удалите по-
лоску картона и поднесите к отверстию горящую
лучинку. Происходит легкая вспышка, которая и
указывает на присутствие водорода в цилиндрике.
5. Водород в 14,5 раза легче воздуха, и тем не
менее он переместился из верхнего цилиндра в нижний.
Произошла диффузия—самопроизвольное смешение газов.
6. Приведите известные вам примеры явлений, которые мо-
гут быть отнесены к явлениям диффузии.
7. Как можно объяснить явление диффузии?
8. Рассмотренные выше случаи представляют примеры сво-
бодной диффузии газов, когда между смешивающимися газами
нет никаких преград. Но явление диффузии происходит и тогда,
когда газы разделены какой-либо пористой перегородкой.
Рис. 287.

В дальнейших пунктах и описаны опыты, иллюстрирующие
диффузию газов через пористую перегородку.
9. Возьмите полый цилиндр А из пористой глины, к кото-
рому примазана воронка В. Последнюю соедините с водяным
манометром (рис. 288).
10. Наполните банку D углекислым газом.
11. Опустите глиняный цилиндр в банку с углекислым га-
зом. Что замечаете? Увеличивается или падает давление в ци-
линдре? На что это указывает?
Какой газ быстрее диффунди-
рует— воздух или углекислый
газ?
12. Выньте цилиндр А из бан-
ки. Что теперь наблюдается?
Объясните.
Рис. 288.
Рис. 289.
13. Повторите опыт с водородом. Наполните банку D водо-
родом, держа ее вверх дном.
14. Накройте ею глиняный цилиндр (рис. 289). Что наблю-
дается? Увеличивается или падает давление в цилиндре? Какой
газ быстрее диффундирует — воздух или водород?
15. Снимите банку с водородом с цилиндра. Что происхо-
дит? Почему?
134. Скорость диффузии газов (стр. 90, п. 4)
Приборы и материалы. Полый цилиндр из пористой глины с при-
мазанной к нему воронкой. Длинная стеклянная трубка. 2 стакана. Резиновая
перемычка. Резиновое колечко Аппарат для получения водорода. Осуши-
тельная склянка с серной кислотой. Вода или керосин.
1. Предыдущие опыты показали, что скорость диффузии
различных газов различна.

Исследуйте вопрос полнее. Соберите прибор, указанный на
рис. 290: А—полый цилиндр из пористой глины с примазанной
к нему воронкой В.
К последней при помощи резиновой перемычки присоеди-
нена стеклянная трубка С. Трубка опущена в стакан D с водой
или керосином. Цилиндр с трубкой укреплен в зажиме шта-
тива. На трубку С надето резиновое или нитяное колечко.
2. Если на глиняный цилиндр А надеть
стакан и впускать в него водород, то -по-
следний, диффундируя внутрь цилиндра
быстрее, чем воздух из цилиндра наружу,
будет выталкивать избыток воздуха из
трубки С, и последний в виде пузырьков
будет выходить через жидкость в стакане.
Когда диффузия закончится, выделение
пузырьков прекратится. Но если стакан
с водородом снять с глиняного цилиндра,
начнется обратная диффузия: водород бу-
дет выходить через стенки цилиндра на-
ружу, а окружающий воздух будет вхо-
дить внутрь цилиндра. Давление внутри
цилиндра будет падать, а потому в трубке
столбик жидкости будет подниматься сна-
чала быстро, а потом медленно, пока не
остановится на некотором уровне (рис. 290).
В этот момент диффузия водорода закон-
чена. Диффузия воздуха, однако, будет
продолжаться, что обнаружится пониже-
нием столбика жидкости в трубке.
Сделайте пробное испытание.
3. Для количественной оценки скорости
диффузии поступите так. Наденьте на труб-
ку колечко а невысоко над поверхностью
жидкости в стакане D. Надев на цилиндр А стакан, пропускайте
в последний водород, пока не прекратится выделение пузырь-
ков газа в стакане D. Снимите стакан с водородом и сосчитайте
по часам или секундомеру время, в течение которого жидкость
поднялась от а до высшего уровня b (tx единиц времени).
Сосчитайте затем время, в течение которого жидкость опу-
стится от уровня b до уровня a (t2 единиц времени). Время
диффузии водорода — t1, время диффузии воздуха — t1 + t2.
Если скорость диффузии водорода vu скорость диффузии воз-
духа v29 то -р = л^-2.
Плотность водорода d± = 0,00009, плотность воздуха d2 =
= 0,0013.
Покажите, что соблюдается правило: ^4 = ^-.
Рис. 290.

135. Диффузия жидкостей. Осмос
Приборы и материалы. 3 пробирки. Подставочки для них (рис. 291).
Стеклянные пластинки для закрывания пробирок. Маленькая вороночка
с присоединенной к ней стеклянной трубкой (рис. 291). Воронка с закраиной
с присоединенной к ней стеклянной трубкой (рис. 292). Стакан. Дощечка для
установки воронки с трубкой (рис. 292). Животный пузырь. Толстые нитки.
Глицерин. Насыщенный раствор медного купороса. Насыщенный раствор
двухромокислого (или марганцовокислого) калия. Вода.
1. Установив одну из пробирок в штативе, наполните ее
наполовину водой (рис. 291).
2. Погрузите трубку с вороночкой до дна пробирки и с боль-
шой осторожностью наливайте в нее насыщенный раствор мед-
ного купороса. Раствор медного купороса, более тяжелый, чем
вода, будет вытеснять воду, с
нею не смешиваясь (если на-
полнение идет осторожно). По-
лучите на дне пробирки слой
насыщенного раствора медного
купороса сантиметра в три.
3. Осторожно выньте тру-
бочку и чертой отметьте линию
раздела двух жидкостей (эта ли-
ния резко обозначается, если на-
полнение производилось аккурат-
но). Накройте пробирку стеклян-
ной пластинкой.
4. Осторожно перенесите при-
бор на полочку или в шкаф.
Здесь прибор должен оставаться
в полном покое в течение не-
скольких дней и даже недель.
5. Следуя данным выше указаниям, наполните вторую про-
бирку сначала насыщенным раствором медного купороса, а за-
тем глицерином. И эту пробирку поместите рядом с первой.
6. Наконец, наполните и третью пробирку сначала водой,
а затем насыщенным раствором двухромокислого калия (или
марганцовокислого калия). Последнюю пробирку поместите ря-
дом с первыми двумя.
7. При последующих занятиях в лаборатории в течение
ближайших дней и недель пронаблюдайте за состоянием жид-
костей в пробирках. Каждый раз отмечайте, какие вы заметили
изменения. Происходит медленное самопроизвольное смешива-
ние жидкостей — их диффузия. Одинаково ли быстро смеши-
ваются жидкости во всех трех пробирках?
8. Затяните отверстие воронки А пузырем (предварительно
размоченным в воде). Нитку оберните несколько раз по за-
краине воронки (рис. 292).
Рис. 291.
Рис. 292.

9. Наполните воронку и часть трубки, присоединенной к во-
ронке, насыщенным раствором медного купороса.
10. Опустите воронку А в стакан с водой (рис. 292).
11. Уровень раствора медного купороса в трубке отметьте
резиновым или нитяным кольцом.
12. Оставьте прибор в покойном состоянии на несколько
часов.
13. Что замечаете по истечении некоторого времени? Какая
жидкость быстрее диффундирует через пористую перегородку —
вода или насыщенный раствор медного купороса? Явление
диффузии жидкостей через пористую перегородку носит на-
звание осмоса.
14. Приведите известные вам примеры осмоса.
136. Броуновское движение (стр. 90, п. 5)
Приборы и материалы. Микроскоп. Предметные стекла. Покров-
ные стеклышки. Стеклянная палочка. Эмульсия гуммигута или туши в воде.
1. Подготовьте микроскоп для наблюдения. Ввинтите объ-
ектив и поместите на свое место окуляр. Весь тубус опустите
на столько, чтобы под объективом свободно помещалось пред-
метное стекло. Добейтесь хорошего, равномерного освещения
всего поля зрения.
2. Приготовьте препарат. Для этого на хорошо промытое
и протертое предметное стекло нанесите при помощи стеклян-
ной палочки каплю эмульсии. Затем положите поверх капли
предварительно промытое и протертое покровное стеклышко
и придавите его к предметному стеклу, чтобы капля раствора
расплющилась в тонкий слой.
3. Поместите препарат на столик микроскопа и произведите
окончательную установку микроскопа. Должны быть ясно видны
взвешенные в воде частички. Если картина получается неудо-
влетворительной, препарат замените новым до получения хо-
рошего результата.
4. В каком состоянии находятся частицы, взвешенные в воде?
Как объяснить это состояние?
137. Дополнительные упражнения
1. Проследите диффузию аммиака и воздуха следующим
образом.
В стеклянном цилиндре вдоль стенки поместите красную
лакмусовую бумажку, обладающую способностью синеть под
влиянием аммиака.
В верхней части цилиндра на проволочке подвесьте ватку,
смоченную нашатырным спиртом.
Лакмусовая бумажка синеет.

Воздух и аммиак диффундируют друг в друга (аммиак легче
воздуха).
2. Пронаблюдайте диффузию углекислого газа и воздуха
следующим образом. Возьмите весы и расположите их в таком
месте лаборатории, где бы они не подвергались сотрясениям
и где бы не было резкого движения воздуха. Наполните угле-
кислым газом большой стакан; поставьте его на чашку весов
и тщательно уравновесьте. Оставьте весы со стаканом, напол-
ненным углекислым газом, стоять в покое некоторое время.
Остаются ли весы в равновесии? Почему? Испытайте, цели-
ком ли наполнен стакан газом.
3. Пронаблюдайте явление диффузии
следующим образом. Возьмите доста-
точно широкую стеклянную трубку (длиною сантиметров
25—30), закройте ее с одного конца плотно пробкой. Рас-
пустите желатин в теплой воде и заполните жидким жела-
тином половину трубки, Когда желатин совершенно за-
стынет, бросьте поверх него в трубку кристаллик медного ку-
пороса (или двухромокислого калия), поверх налейте второй
слой желатина и дайте последнему застыть (хорошо вынести
на холодный воздух или погрузить в снег).
Какое явление обнаруживается в трубке по истечении не-
скольких дней? На что это указывает?
4. Наполните стеклянную баночку с закраинами полностью
насыщенным раствором поваренной соли или раствором сахара
и, завязав ее плотно предварительно размоченным животным
пузырем, опустите в сосуд с водой.
Что обнаруживается через несколько часов?
5. Повторите опыт, описанный в предыдущем пункте, опу-
ская баночку с водой в сосуд с раствором соли или сахара.
6. Соберите модель прибора, служащего сигнализатором
появления в помещении газа (городского водорода), пользуясь
Рис. 293.
Рис. 294.

приведенным рисунком (рис. 293). Включите прибор в цепь эле-
мента и электрического звонка. Так как проволока b не доходит
до ртути в коленчатой трубке с — цепь разомкнута и звонок
бездействует. Накройте цилиндр А стаканом и впускайте в по-
следний водород (или светильный газ). Давлением входящего
газа ртуть в правом колене поднимается, замыкает цепь, и
звонок начинает действовать. Снимите стакан — цепь разом-
кнётся.
7. Опыт, иллюстрирующий диффузию водорода в воздухе
(раб. 133, п. 13 и 14), видоизмените следующим образом
(рис. 294). Цилиндр А из пористой глины с примазанной к нему
воронкой соедините со склянкой С, наполненной водой. Пробка а
должна входить плотно (если пробка не резиновая, лучше ее
залить сургучом). Трубка b (дважды согнутая и оттянутая)
опускается почти до дна склянки. Что происходит, если ци-
линдр А накрыть стаканом и последний наполнить водородом?
Что происходит, когда стакан с водородом снимаете?
ГЛАВА ВТОРАЯ
СЦЕПЛЕНИЕ В ЖИДКОСТЯХ. ПОВЕРХНОСТНОЕ
НАТЯЖЕНИЕ. ВЯЗКОСТЬ
138. Сцепление молекул жидкости (стр. 91, п. 6)
Приборы и материалы. Весы с короткой чашкой. Штатив "для
весов. Разновес. Баночка с дробью. Стеклянная пластинка на проволочном
или нитяном подвесе (рис. 295). Стеклянная чашка. Стакан. Пипетка. Вода»
1. Подвесьте стеклянную пла-
стинку к короткой чашке весов
так, чтобы при горизонтальном по-
ложении коромысла весов она на-
ходилась в чашке (без воды) ниже
ее краев. Уравновесьте ее.
2. Наливайте в чашку осторож-
но воду, пока последняя не смочит
снизу всю поверхность стеклянной
(рис. 295) пластинки.
3. Накладывайте на другую
чашку весов гирьки до тех пор,
пока стеклянная пластинка не ото-
рвется от воды. Запишите, какой
груз вы положили. Опыт повторите
несколько раз.
Нижняя поверхность пластинки
оказывается смоченной. Это показывает, что груз, необходи-
мый для отрывания пластинки от воды, определяет силу сцеп-
ления между частицами воды. Какова оказалась эта сила при
данной поверхности пластинки?
Рис. 295.

139. Поверхностный слой жидкости (стр. 91, п. 7)
Приборы и материалы. Поплавок (рис. 296). 2 чайных стакана.
Стеклянная или глиняная чашка. Цилиндр для поплавка. Лезвие от безопас-
ной бритвы. Деревянные стружки. Деревянная палочка (карандаш). Мягкая
кисточка. Ликоподий. Кусочек мыла. Кусочек сахара. Эфир. Вода.
1. Налейте в стакан воды; поверхность воды покройте ров-
ным слоем порошка ликоподия. Погружайте осторожно в воду
палочку или палец. Что вы при этой замечаете? Остается ли
палочка или палец при погружении их в воду сухими? Почему?
2. Опустите стальной ножичек от бритвы осторожно на по-
верхность воды в чашке. Ножичек, не смачиваемый водой,
останется на поверхности воды. Что вы видите под ножичком?
Почему он не тонет?
3. Наблюдали ли вы, как бегают по поверхности
воды так называемые „водомерки**? Почему эти насе-
комые удерживаются на поверхности?
4. Возьмите поплавок А с проволочной спиралью а
(рис. 289). Налейте в цилиндр чистой воды и опустите
в нее осторожно поплавок. Последний плавает, не-
сколько выставляясь из воды. Погрузите осторожно
поплавок глубже так, чтобы проволочная спиралька
пришлась под поверхностью воды. Если величина
спиральки и вес поплавка подобраны соответствую-
щим образом, поплавок не всплывет: спиралька
упирается в поверхностную жидкую пленку, не бу-
дучи в состоянии ее прорвать.
5. Возьмите мягкую кисточку. Погрузите ее в воду
и затем выньте. Почему волоски у кисточки сли-
плись? Потому ли, что они смочены, или этому столь
обычному явлению должно быть дано иное объяснение? Снова
погрузите кисточку в воду. Волоски смочены, но остаются
разделенными.
6. Возьмите стакан с водой, поверхность которой посыпана
порошком ликоподия (п. 1). Налейте в другой стаканчик не-
большое количество эфира. Наклоните стаканчик с эфиром так,
чтобы образующиеся в стакане тяжелые пары эфира могли
опускаться на какое-либо место поверхности воды, покрытой
порошком ликоподия. Порошок в этом месте быстро разбе-
гается в стороны, образуя свободное от ликоподия окно. Как
объяснить это явление?
7. Установите поплавок со спиралью (п. 4) так, чтобы спи-
раль была под поверхностью воды. Капните эфиром на поверх-
ность воды. Поплавок сейчас же выскакивает из воды. Почему?
Какова роль эфира при этом?
8. На чистую поверхность воды (в средней части сосуда,
дальше от краев) опустите две маленькие щепочки (обломки
спички, стружки). Коснитесь поверхности воды между плаваю-
Рис. 296.

щими щепочками заостренным концом кусочка мыла. Какое
действие это производит на плавающие щепочки? Дайте объ-
яснение наблюдаемому явлению.
9. Повторите опыт предыдущего пункта, касаясь поверхно-
сти воды кусочком сахара. Что происходит? Почему?
140. Жидкие пленки (стр. 91, п. 8)
Приборы и материалы. Чашка. Нож. Воронка. Проволочное
кольцо с нитью (рис. 298 и 299). Проволочная „трапеция" (рис. 300). Прово-
лочка. Стеклянная палочка. Свеча. Мыло. Глицерин. Горячая вода (дестил-
лированная). Спички.
Рис. 297.
Рис. 298.
Рис. 299.
1. Приготовьте в чашке мыльный раствор. В горячей воде
растворите мыло, а затем к раствору прибавьте немного гли-
церина.
2. Опустите в мыльный рас-
твор воронку широким концом.
Вынув ее, выдуйте осторожно,
стараясь не разорвать мыльную
пленку, мыльный пузырь. Что
происходит с пузырем? Закройте
узкое отверстие воронки паль-
цем. Какое изменение получается
в этом случае? Зажгите свечу.
Выдуйте снова мыльный пузырь,
закройте пальцем узкое отвер-
стие воронки и направьте его на
пламя свечи (рис. 297). Отни-
мите палец. Что происходит?
Рис. 300.
3. Опустите в мыльную воду проволочное кольцо (рис. 298).
Выньте его. Оно затянуто упругой жидкой пленкой. Тонкая
нить, привязанная концами к кольцу, свободно лежит в пленке,
разделяя ее на две части.

Коснитесь нагретой проволочкой пленки по одну сторону
нити: пленка в этой части лопнет. Что произошло с нитью
(рис. 299). Какое свойство обнаруживает пленка?
4. Опустите в мыльную воду контур, состоящий из двух
проволочек, соединенных нитями (рис. 300), держа за верхнюю
петлю АаВ. Образовавшаяся мыльная пленка изгибает нити АС
и BD, полнимая проволоку CD. Потяните за нижнюю петлю Ь.
Пленка принимает вид прямоугольника. Восстанавливается ли
прежняя форма, если прекратить натяжение? На что еще pas
указывает данный опыт?
141. Коэффициент поверхностного натяжения (стр.91, п. 9 и 10)
Приборы и материалы. Капельница с зажимом (рис. 301). 2 ма-
леньких стаканчика. Весы. Штатив для весов. Разновес. Пинцет. Стаканчик
с дробью. Толстая иголка. Микрометр. Вода. Денатурированный спирт (или
керосин).
1. Явления, рассмотренные выше (раб. 138 и 139), указали
на существование молекулярных сил, действующих в поверх-
ностном слое жидкости, — сил, создающих особое
поверхностное натяжение. Величина поверхност-
ного натяжения рассчитывается на единицу линии/
лежащей в плоскости поверхностного слоя и пер-
пендикулярной к направлению силы поверхност-
ного натяжения. Она носит название коэффициента
поверхностного натяжения. Мы будем ее выражать
в динах на сантиметр длины. В настоящей и сле-
дующих работах (142—146) указывается несколько
способов определения коэффициента поверхност-
ного натяжения.
2. Наполните капельницу, изображен-
ную на рис. 301, водой. Приоткрывая за-
жим т, заставьте воду медленно капать
в стакан. Присмотритесь, как образуется
каждая капля и как меняется ее форма
до момента спадания.
3. Капля перед моментом спадания
имеет форму, изображенную на рис. 302.
Она удерживается силами поверхностно-
го натяжения, действующими вдоль
окружности в суженной части. Если обозначить через о силу
поверхностного натяжения, приходящуюся на 1 см длины,
а через 2r — диаметр суженной части, то 2πrσ будет вся сила
поверхностного натяжения по контуру суженной части, удер-
живающая каплю.
Если вес капли равен Р Г, то
2πrσ = Я,
откуда
0 = 2^- Г/см или ° = 2^7 дан/см.
Рис. 301. Рис. 302.

Значит, для определения о необходимо знать вес капли и диа-
метр суженной части 2r см. Последнюю величину мы можем
принять равной внутреннему диаметру стеклянной трубки
(в действительности она несколько меньше).
4. Промойте тщательно капельницу водой и попрактикуй-
тесь в получении капель, падающих с такой скоростью, при
которой можно было бы их считать.
5. Тарируйте тщательно на весах маленький стаканчик.
6. Поставьте под капельницу тарированный стаканчик, при-
откройте зажим т и считайте падающие капли. Когда упадет
капель 50, отставьте стаканчик и закройте зажим.
7. Найдите вес упавших капель и средний вес одной капли.
8. Повторите еще раз или два определение веса падающей
капли. Из всех полученных результатов возьмите среднее для
веса Р капли (в миллиграммах).
9. Для определения диаметра трубки поступите следующим
образом. Вставьте в канал трубки иголку и отметьте на по-
следней место, до которого она вошла в трубку. Вынув иголку,
измерьте микрометром диаметр ее в отмеченном месте.1
10. Как велико у воды поверхностное натяжение?
11. Следуя указаниям предыдущих пунктов, определите
коэффициент поверхностного натяжения денатурированного
спирта (или керосина).
142. Поднятие воды в капиллярных трубках. Коэффициент
поверхностного натяжения воды (стр. 92, п. 11)
Приборы и материалы. 3 капиллярных трубки различных диа-
метров (диаметры отверстий от 0,25 до 1,5 мм). Прямоугольный стеклянный
сосуд с оплавленными парафином краями. Штатив с зеркальной шкалой
(рис. 303). 3 пробки для капиллярных трубок. Иголка. Микрометр. Дестил-
лированная вода.
1. Поставьте сосуд С перед зеркальной шкалой А (рис.303)
и налейте в него столько дестиллированной воды, чтобы ее
поверхность возвышалась над краями сосуда.
2. Вставьте в планку В посредством пробок три капилляр-
ных трубки разных диаметров так, чтобы нижние их концы
были погружены в воду.2
3. Что замечаете? На одинаковую ли высоту поднимается
вода во всех трубках? В какой трубке высота подъема наи-
большая, в какой — наименьшая?
4. Чем объясняется поднятие воды в капиллярных трубках?
Вода, смачивая трубку, поднимается у ее стенок, образуя во-
гнутый мениск (рис. 304), и создавшаяся вогнутая пленка
1 Диаметр трубки можно определить также, вводя в трубку столбик ртути
и измеряя его длину и вес (ч. I, стр. 140, п. 18).
2 Трубки сначала опустите возможно глубже в сосуд С, чтобы смочить
их внутреннюю поверхность, а затем приподнимите.

поднимает за собой столб жидкости. Силы поверхностного натя-
жения действуют на круговой контур этого мениска вертикальна
вверх. Если г — радиус трубки, о—поверхностное натяжение
на каждом сантиметре контура мениска, то на всем контуре
действует натяжение 2*/-о. Этим натяжением поддерживается
в трубке столбик воды высотой Л, вес которого равен πr2А.
Следовательно,
2πrσ = πr2h,
откуда
о = ~ Г/см = Г-Щ- дин/см.
5. Отсчитывайте по шкале положение уровня в сосуде С
и положение уровней воды во всех трубках (берите нижние
точки мениска). Глаз при отсчетах помещайте на такой высоте,
чтобы уровни воды и их изображения
в зеркале совпали.
6. Вычислите и запишите высоту
поднятия воды во всех трубках.
Рис. 303.
Рис. 304.
7. Для определения радиусов трубок поступите следующим
образом. Вставьте в канал трубки (с того конца, который был
погружен в воду) иголку и отметьте на последней место, до
которого она вошла в трубку. Вынув иголку, измерьте диа-
метр иголки в отмеченном месте калибромером. Найдите и
запишите радиус всех трубок. Каждое измерение повторите
раза три.
8. По данным опыта составьте следующую таблицу (см.
стр. 15).
9. Какая существует зависимость между высотой поднятия
жидкости в капиллярной трубке и радиусом последней?
10. Как велико поверхностное натяжение?

Трубки
Радиус трубки г
см
Высота поднятия
воды h
см
Коэффициент поверх-
ностного натяжения
rhg
а — -g— дин/см
1
2
3
Среднее
11. Приведите известные вам примеры явлений из обыден-
ной жизни и окружающей природы, в которых наблюдается
подъем жидкости по капиллярным каналам.
12. Приведите известные вам примеры явления капилляр-
ности в технике.
143. Поднятие различных жидкостей в капиллярных трубках.
Коэффициент поверхностного натяжения (стр. 92, п. 11)
Приборы и материалы. 3 капиллярных трубки одинакового диа-
метра. Штатив с зеркальной шкалой (рис. 305). 3 пробки для капиллярных
трубок. 3 коротеньких пробирки с оплав-
ленными парафином краями. Иголка. Ми-
крометр. Дестиллированная вода. Спирт.
Керосин.
1. Поставьте три пробирки С
перед зеркальной шкалой А (рис.
305) и налейте в одну из них де-
стиллированной воды, во вторую —
спирта и в третью — керосина; по-
верхность жидкостей должна воз-
вышаться над краями пробирок.
2. Вставьте в планку В посред-
ством пробок три капиллярных
трубки одного и того же диаметра;
нижние концы их погрузите в про-
бирки с исследуемыми жидкостями.
3. Что замечаете? У какой из
трех взятых жидкостей высота под-
нятия наибольшая, у какой — наименьшая?1
У какой из жидкостей поверхностное натяжение наиболь-
шее, у какой — наименьшее?
4. Отсчитайте по шкале для каждой из жидкостей положе-
ние уровней в пробирках С и положение уровней в трубках.
1 Трубки сначала опустите возможно глубже, чтобы смочить их внутрен-
нюю поверхность, а затем приподнимите.
Рис. 305.

Глаз при отсчете помещайте на такой высоте, чтобы уровни
жидкостей и их изображения в зеркале совпадали.
5. Вычислите и запишите высоты поднятия всех жидкостей.
6. Для определения радиусов трубок вставьте в их каналы
(с того конца, который погружался в жидкость) иголку и от-
метьте на последней место, до которого она вошла в трубку.
Вынув иголку, измерьте диаметр иголки в отмеченном месте
микрометром. Каждое измерение повторите раза три.
7. Результаты измерений заносите в следующую таблицу:
Жидкость
Радиус
трубки г
см
Высота
поднятия h
см
Удельный
вес d
Коэффициент поверх-
ностного натяжения
rhdg
а = 2 дин/см
Вода
Спирт
Керосин
8. Определите коэффициент поверхностного натяжения иссле-
дуемых жидкостей по формуле: где а — удельный
вес взятой жидкости.1
144. Опускание ртути в капиллярных трубках. Коэффициент
поверхностного натяжения (стр. 92, п. 11)
Приборы и материалы. Широкая изогнутая U-образная трубка
{рис. 303), к ней 3 пробки с узкими отверстиями, 3 капиллярных трубки
различных диаметров. Штатив с зеркальной шкалой (рис. 306). Пробка с от-
верстием для U-образной трубки. Маленькая воронка. Ртуть. Блюдечко.
1. Установите U-образную трубку С перед зеркальной шка-
лой А в планке В и короткое колено трубки плотно закройте
подобранной пробкой с вставленной в нее капиллярной трубкой.
2. Налейте в широкое колено U-образной трубки С ртуть
(рис. 306).
3. Что замечаете? Чем объясняется опускание ртути в ка-
пиллярной трубке? В каком направлении действуют силы по-
верхностного натяжения на круговом контуре выпуклого ме-
ниска, образуемого ртутью .в капиллярной трубке?
4. Отсчитайте по шкале положение уровня ртути в широ-
ком колене Сив капиллярной трубке D. Глаз при отсчетах
1 Если удельный вес жидкости неизвестен, найдите его, пользуясь одним
из приемов, указанных раньше.

помещайте так, чтобы уровни ртути
и их изображения в зеркале со-
впадали.
5. Найдите и запишите разность
(h см) высот ртути в обоих коленах.
6. Определите радиус капилляр-
ной трубки г см, как указано
в раб. 142 (п. 7).
7. Замените капиллярную труб-
ку другою с иным диаметром и про-
изведите измерения, как в п. 4—6.
8. Возьмите еще третью капил-
лярную трубку и также проделайте
и с нею указанные выше изме-
рения.
9. Составьте следующую таб-
лицу:
Рис. 306.
Трубки
Радиус
трубки г
см
Опускание
ртути h
см
Удельный
вес ртути
d
Коэффициент поверхно-
стного натяжения ртути
rhdg
а = 2 дин/см
1
2
Среднее
10. Определите коэффициент поверхностного натяжения
ртути, руководствуясь формулой 0 = ^р-.
145. Вязкость жидкостей
Приборы и материалы. 3 склянки с отверстиями в нижней части
(рис. 307). К ним пробки, согнутые под прямым углом стеклянные трубки,
короткие резиновые трубки с зажимами и капиллярные трубки одинаковой
длины и одинакового внутреннего диаметра (рис. 307). 3 стаканчика с мет-
ками (одинаковые объемы). Вода. Спирт. Масло (машинное, касторовое, под-
солнечное). 3 подставки для склянок.
1. Поставьте одну из склянок на подставку, закройте за-
жим, надетый на резиновую трубку, подставьте под капилляр-
ную трубку стаканчик и налейте в склянку воды до отмечен-
ной высоты.
2. Отметив время по часам, откройте зажим, чтобы вода
могла выливаться через капиллярную трубку в стаканчик. По
мере уменьшения уровня воды в склянке подливайте в нее
воду, чтобы уровень оставался прежний.

3. Когда стаканчик наполнится водой до известной метки,
закройте зажим и снова отметьте время по часам. Найдите
время наполнения стаканчика водой.
4. Следуя указаниям пп. 1—3, найдите
время t2, в течение которого из второй
склянки вытекал такой же объем спирта.
Чтобы давление, под которым течет спирт,
было такое же, как и при вытекании воды,
высота спирта в склянке должна быть
в 1,25 раза больше (во сколько раз плот-
ность воды больше плотности спирта).
5. Наконец, найдите время tB вытека-
ния масла.
6. Вязкости жидкостей пропорциональны
t1, t2 и t3.. Поэтому полученные из описан-
ных выше опытов промежутки времени
tu t2 и t3, в течение которых выливались
одинаковые объемы жидкостей, позволяют
сравнить вязкости воды, спирта и масла.
7. Опыты следует повторить при раз-
ных объемах вылившихся жидкостей.
146. Дополнительные упражнения
1. (Стр. 93, п 12.) Возьмите машинное масло (или прован-
ское). Оно легче воды и плавает на ее поверхности, но тяже-
лее спирта и в нем тонет. Приготовьте смесь спирта с водой
удельного веса, равного
удельному весу масла.
В такой смеси масло
остается внутри жидкости
и принимает форму шара.
Поверхность шара яв-
ляется наименьшей из
всех возможных поверх-
ностей для данного объ-
ема. Значит, какое дей-
ствие оказывают силы поверхностного натяжения на данную
массу жидкости? (Получите указания от руководителя.)
2. Согните из металлической сетки коробочку. Погрузите
ее на момент в горячий расплавленный парафин. Вынув, встрях-
ните ее, чтобы удалить излишек парафина. Осторожно пустите
коробочку на поверхность воды. Коробочка не тонет и даже
может выдержать небольшой груз. Объясните, почему. Коро-
бочка затонет, если на поверхность воды капнуть эфира. По-
чему?
3* В широкий сосуд налейте чистой воды (лучше всего со-
суд поставить под водопроводный кран и дать воде некоторое
Рис. 307.
Рис. 308.

время переливаться через край). Бросьте на поверхность воды
мелкие куски камфары (эти кусочки камфары должны быть
совершенно чистыми). Получаются быстрые вращательные дви-
жения камфары, объясняемые уменьшением поверхностного
натяжения в местах растворения камфары. Капните скипидаром,
маслом и т. д. Какое это оказывает влияние?
4. (Стр. 93, п 13.) Для измерения поверхностного натяже-
ния мыльного раствора примените следующий прием. Прово-
лочный контур abc (рис. 308) расположите горизонтально, а на
согнутые колена а и с, очень близко от Ьу положите тонкую
проволочку d с колечком посередине. Нанесите кисточкой слой
мыльного раствора между частью b контура и тонкой прово-
Рис. 309.
Рис. 310.
Рис. 311.
лочкой d. Установите осторожно проволочный контур abc от-
весно (укрепите в штативе за пробку А): проволочка d9 удер-
живаемая мыльной пленкой, не падает. Нагружайте ее малень-
кими грузиками (небольшими проволочными крючками, вес
которых заранее известен), пока проволочка d не будет в лю-
бом месте находиться в покое. Вес р грузиков и проволочки d
в этом случае будет равен поверхностному натяжению мыль-
ной пленки. Так как мыльная пленка имеет две поверхности,
то полная сила поверхностного натяжения равна 2/о, где I —
длина проволочки d между коленами а и с, а о — величина
поверхностного натяжения на единицу длины (в миллиграммах
на сантиметр длины). Из равенства 2lσ=p = Mg найдите ве-
личину а.
5. Приготовьте из проволоки куб, величина которого должна
быть такой, чтобы он мог войти в обыкновенный чайный ста-
кан. К одному из ребер куба прикрепите кусок проволоки —
она будет служить ручкой.
Опустите проволочный куб в мыльный раствор (раб. 140) ш
затем, вынув этот куб из раствора, рассмотрите образовавшиеся
между гранями мыльные пленки.
6. Возьмите две короткие стеклянные трубки, соединенные
резиновой трубочкой (рис. 309). Расположите их рядом в вер-

тикальном положении и налейте воды. Жидкость в обеих труб-
ках устанавливается на одном уровне, образуя вогнутые ме-
ниски. Приподнимите одну из трубок. Вы получите в другой
трубке сначала плоский мениск (рис. 310), а затем и выпуклый
мениск (рис.311). Уровни в трубках теперь уже не одинаковы.
Как вы объясните наблюдаемое явление, на первый взгляд
противоречащее условию равновесия жидкостей в сообщаю-
щихся сосудах? У какой из трех поверхностей жидкости —
вогнутой, плоской и выпуклой — давление поверхностного слоя
на находящуюся под ними жидкость наибольшее, у какой — наи-
меньшее?
7. Установите две стеклянные пластинки (6 см Х^б см) в двух
пробках параллельно друг другу, возможно ближе одна к дру-
гой (рис. 312). Пластинки
предварительно тщательно
промойте мыльной водой и
хорошо сполосните. Опу-
стите пластинки в сосуд с
водой (рис. 313) или на
Рис. 312.
Рис. 313.
пластинку с налитым на нее слоем воды'(рис. 315). Измерьте
высоту, до которой поднимается вода между ними. Подсчи-
тайте, до какой высоты поднялась бы вода в капиллярной
трубке, диаметр которой равен расстоянию между пластин-
ками А и В. Одинакова ли высота поднятия жидкости между
параллельно расположенными пластинками и высота, до какой
поднимается та же жидкость в капиллярной трубке?
8. Установите две стеклянные пластинки (6 см X 6 см) в двух
пробках под некоторым весьма малым углом (рис. 314). Пла-
стинки предварительно тщательно промойте мыльной водой и
хорошо сполосните. Опустите пластинки в сосуд с водой или
керосином (рис. 313) или на пластинку с налитой на нее
жидкостью (рис. 315). Обратите внимание на форму поверх-
ности воды, поднявшейся между пластинками. Пером с тушью
отметьте на одной из стеклянных пластинок уровень жидкости
в сосуде и границу поднятия жидкости внутри двугранного
угла.

9. Элементарная теория показывает, что высоты поднятия
жидкости в двугранном угле определяются [формулой:
А=
xdg sn -у
Здесь х—расстояние от верхнего угла и ф— величина дву-
гранного угла.
Пользуясь рисунком, нанесенным на стеклянной пластинке
(п. 8), возьмите ряд значений х и найдите для них h. По-
стройте график зависимости h
от х. Пользуясь приведенной
выше формулой, определите по-
верхностное натяжение исследуе-
мой жидкости для нескольких
пар значений х и А.
10. Возьмите широкую стеклянную трубку (например, лам-
повое стекло). Завяжите ее с одной стороны тряпочкой, на-
сыпьте поверх песку и
поставьте в чашку с во-
дой. Что происходит?
Почему?
11. Произведите срав-
нение вязкостей двух
жидкостей на таком опы-
те. В одну пробирку на-
лейте воду, а в другую,
таких же размеров,—
глицерин. Опустив в каж-
дую из пробирок малень-
кий стеклянный или фар-
форовый шарик (диам.
3—5 мм), подсчитайте
время падения шарика в
той и другой жидкости.
12. Вязкость жидкости изменяется с изменением темпера-
туры жидкости. Проследите зависимость вязкости от темпера-
туры на такой установке. Стеклянную трубку (длина 40 см,
внутренний диам. 5—10 мм), закрытую с одного конца, обмо-
тайте в средней части нихромовой или никелиновой проволокой
и установите вертикально в штативе закрытым концом вниз.
Трубку наполните, например, касторовым маслом и пропустите
по проволоке электрический ток, который нагрел бы сильно
проволоку, а значит, и средние слои масла. Опустите в масло
шарик. Шарик будет медленно двигаться от верхнего уровня
масла до места нагрева, затем с большой скоростью проходить
через нагретую часть и вновь медленно двигаться в нижних
слоях холодного масла.
Рис. 314.
Рис. 315.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ТЕМПЕРАТУРА
147*. Основные точки термометрической шкалы.
Их проверка (стр. 94, п. 14 и 15)
Приборы и материалы. Банка с воронкой (рис. 316). Колба
с пробкой (рис. 317) Треножник. Сетка. Спиртовая лампочка. Стакан. Тер-
мометр. Вода. Толченый лед или снег. Спичка.
1. Рассмотрите внимательно данный вам термометр и сде-
лайте его рисунок. Опишите, какие в нем имеются части. Что
находится над ртутью?
2. Наложите в воронку, встав-
ленную в банку, снега или тол-
ченого льда, смочите его водой и
опустите в него термометр. Снег
должен лежать горкой поверх
воронки, а термометр должен быть
установлен в вертикальном поло-
жении так, чтобы точка 0° едва
выставлялась над снегом (рис. 316).
3. Какую температуру показы-
вает термометр в тающем снеге?
Остается ли она постоянной? Запи-
шите окончательную установленную
вами температуру. При этом оцени-
вайте на глаз десятые доли целых
делений, стараясь избежать ошибки
на параллакс.
4. Налейте в колбу воды (при-
мерно на 7*) и вставьте термометр с помощью пробки в горло
колбы. В пробке должно быть второе отверстие со вставлен-
ной в него трубкой (рис.317). Резервуар термометра не погру-
жайте в воду, но вместе с тем и не выдвигайте термометр
слишком высоко: точка 100° должна быть выше пробки лишь
на несколько градусов. Поставьте колбу на треножник, под-
ложив под нее сетку, и зажгите лампочку.
5. Следите за показаниями термометра. Заметьте, какую тем-
пературу показывает термометр при кипении воды. Остается ли
эта температура постоянной во все время кипения? Запишите
окончательно установленную вами температуру.
6. Исследуйте, как изменится показание термометра при
кипении воды, если из колбы будет выставляться почти вся
шкала. Разъясните, почему происходит такое изменение.
7. Какие имеются на шкале термометра две основные (по-
стоянные) точки?
Имейте в виду, что температура паров кипящей воды
равна 100° (по шкале Цельсия) только при нормальном атмо-
Рис. 316.
Рис. 317.

сферном давлении в 760 мм. С увеличением или уменьшением
давления на 1 мм (в небольших пределах) температура кипе-
ния воды увеличивается или уменьшается в среднем на 0,04е.1
Кроме того, основные точки термометрической шкалы с тече-
нием времени могут перемещаться вследствие изменений, про-
исходящих в стекле. Отсюда и проистекает необходимость
проверять от времени до времени положение этик точек.
8. Сделайте отсчет по барометру в миллиметрах и опреде-
лите температуру паров кипящей воды при найденном атмо-
сферном давлении, имея в виду указания предыдущего пункта
(см. также табл. 1).
9. Верны ли оказались положения основных точек данного
вам термометра? Если нет, найдите для термометра две по-
правки для точки таяния и точки кипения. Если термометр,
например, показывает в снегу не 0°, а + 1,5°, то поправка бу-
дет —1,5°, если —0,5°, поправка будет +0,5°. Если в парах
термометр вместо 100° показывает 99°, то поправка будет + 1°,
если 102°, поправка равна —2°.
148*. Изменение температуры воды при ее нагревании
и охлаждении (стр. 95, п. 18 и 19)
Приборы и материалы. Термометр. Стакан. Часы. Штатив с коль-
цом и зажимом. Вода. Спички. Сетка. Спиртовая лампочка.
1. Установите кольцо с сеткой на такой высоте, чтобы пламя
подставленной спиртовой лампочки касалось сетки своей верх-
ней третью.
2. Налейте в стакан воды примерно на 2/8 и поставьте его
на сетку.
3. Укрепите термометр (соблюдайте большую осторожность,
чтобы не раздавить термометр) в зажиме штатива так, чтобы
были видны все деления до 100°, и на такой высоте, чтобы
резервуар термометра был весь в воде, но не касался дна ста-
кана. Резервуар термометра не должен также касаться и сте-
нок стакана.
4. Выждите несколько минут, пока термометр примет тем-
пературу воды. Запишите ее, заметьте по часам время, зажгите
лампочку и нагревайте воду.
5. Следя за температурой, записывайте показания термо-
метра через каждую минуту. Данные заносите в таблицу:
Наблюдения
Промежуток
Температура
времени
воды
1 1 мин.
2 1 •
3 1 -
1 См. табл. 1.

6. Когда вода закипит, измерение температуры продолжайте
и сделайте во время кипения 3—4 отсчета, после чего пога-
сите лампочку.
7. Произведите 8—10 отсчетов температуры воды при ее
охлаждении после прекращения нагревания.
8. Постройте график. По оси абсцисс откладывайте время
(промежуток времени в 2 мин. изображайте отрезком в 1 см),
а по оси ординат — температуры (принимайте за градус длину
в 2 мм). Когда все температуры, наблюденные во время опыта,
будут изображены соответствующими точками, соедините по-
следние плавной кривой.
9. Какой процесс идет быстрее — нагревание или охлажде-
ние? Как это выражается на полученной кривой? Изменяется ли
температура при кипении воды, и видно ли это из рассмотре-
ния кривой? При каких температурах, низких или высоких,
охлаждение идет быстрее?
149. Дополнительные упражнения
1*. Приготовьте в трех чашках воду: в одной — холодную
(например, со льдом), во второй — горячую (какую выдержи-
вает рука при погружении) и в третьей — тепловатую. Подер-
жите некоторое время одну руку в холодной воде, а другую —
в горячей, а затем одновременно погрузите обе руки в тепло-
ватую воду. Одинаковые ли ощущения испытывают обе руки
или разные?
2*. Коснитесь рукой сначала поверхности стола или платья,
а затем — металлической. Одинаковы ли ощущения?
3*. Приготовьте, пользуясь термометром, в чашке воду гра-
дусов в 20—50. Предложите товарищу, погрузив руку в воду,
оценить температуру воды на ощупь. Как велика ошибка при
такой оценке температуры? Попросите вашего товарища при-
готовить воду и сами оцените температуру ее на ощупь.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ТЕЛ
150*. Расширение твердых тел при нагревании (стр. 95, п. 20)
Приборы и материалы. Медный пятак. Дощечка (рис. 318). 2 круг-
лых гвоздика. Молоток. Тигельные щипцы. Спиртовая лампочка. Спички.
Прибор для наблюдения удлинения проволоки (рис. 319).
1. Возьмите дощечку и посредине ее положите медный пя-
так. По бокам пятака вбейте два гвоздика так, чтобы между
ними только проходил пятак (рис. 318).
2. Захватите пятак щипцами и сильно нагрейте его в пла-
мени спиртовой лампочки.

3. Снова положите пятак на дощечку и, Наклонив послед-
нюю, попробуйте продвинуть пятак между гвоздиками. Прохо-
дит ли пятак между гвоздиками?
4. Когда пятак остынет, попробуйте его продвинуть между
гвоздиками. Проходит ли теперь пятак между гвоздиками?
б. Сделайте вывод из опыта. Какое влияние оказывает на-
гревание и охлаждение на размеры пятака?
6. Получите прибор, изображенный на рис. 319. Ознакомь-
тесь с его устройством. Натянутая проволока А прикреплена
одним концом к основанию М
подставки TV, а другим—кле-
вому концу длинной палочки В\
последняя приколочена гвоз-
дем к подставке N так, что
может свободно поворачи-
ваться.
7. Проведите вдоль прово-
локи пламенем спиртовой лам-
Рис. 318.
Рис. 319.
почки или зажженной спички. В какое положение приходит
палочка В? На что это указывает?
8. Прекратите нагревание проволоки. Что происходит с па-
лочкой В? На что это указывает?
9. Зарисуйте прибор, отметив на нем первоначальное поло-
жение палочки В и пунктирными линиями ее положение при
нагревании проволоки.
10. Сделайте вывод из второго опыта. Какое влияние ока-
зывает нагревание и охлаждение на длину проволоки?
11. Заметны ли на глаз расширение пятака и удлинение
проволоки при нагревании?
151. Определение коэффициента линейного расширения
твердых тел (стр. 96, п. 21)
Приборы и материалы. Латунная трубка, укрепленная на лоске
(рис. 320). Такая же железная трубка. Металлический кипятильник. Штатив
с зажимом. Метровая линейка с миллиметровыми делениями. Микрометр.
Термометр. Барометр. Спиртовая лампочка. Резиновая трубка. Обрезок ре-
зиновой трубки. Чашечка для стока воды. Дощечка для подкладывания.
Спички.

1. Соберите и установите приборы, как указано на рис. 320,
взяв одну из исследуемых трубок. Левый конец а трубки укреп-
лен неподвижно, правый — свободен. К трубке прикреплена
вертикальная пластинка Ь, другая такая же пластинка с укреп-
лена на доске весьма близко от первой пластинки.
2. Измерьте температуру tx окружающего воздуха (а значит,
и температуру трубки) и длину трубки 1г (расстояние между
пластинками а и в) при данной температуре.
3. Пользуясь микрометром (см. ч. I, раб. 5), измерьте рас-
стояние между наружными сторонами пластинок b и с. Вращая
головку, следите внимательно за моментом прикосновения но-
жек к пластинкам Ь и с (при значительном нажатии микро-
Рис. 320.
метра на пластинки b и с последние могут погнуться). Измере-
ние производите 3—4 раза и из всех полученных расстояний
возьмите среднее.
4. Зажгите лампочку под кипятильником.
5. Через некоторое время вода в кипятильнике закипит и во-
дяной пар устремится в трубку. Встречая холодные стенки
трубки, пар вначале будет превращаться в воду. Трубку лучше
установить с некоторым уклоном; вода будет стекать в под-
ставленную чашечку, давая свободный выход пару.
6. Когда из отверстия трубки будет выходить прозрачная
струя пара, а температура, указываемая термометром, пере-
станет повышаться, можно принять, что трубка имеет темпе-
ратуру паров кипящей воды. Измерьте эту температуру tt
с точностью до 0,5°.1
7. Не прекращая тока пара, вновь измерьте микрометром
(несколько раз) расстояние между наружными сторонами пла-
стинок b и с (см. п. 3) при новой температуре t2. Потушите
лампочку.
1 Показание термометра не вполне будет соответствовать температуре
трубки (почему?). Поэтому последнюю лучше определить, пользуясь пока-
заниями барометра и табл. 1.

8. Одинаково ли было расстояние между пластинками b и с
при комнатной температуре tx и температуре t2 паров кипя-
щей воды?1
На сколько удлинилась трубка благодаря нагреванию?
На сколько градусов она была нагрета?
9. На сколько миллиметров удлинялась в среднем трубка
при нагревании на 1°? Какую часть всей первоначальной длины
составляет это увеличение длины? Последняя величина назы-
вается средним коэффициентом линейного расширения данного
вещества.
10. Напишите буквенное выражение для сред-
него коэффициента линейного расширения (3 (10 —
длина трубки при 00,1 lt—при t°).
11. Возьмите вторую из исследуемых трубок
и, применяя указанные выше приемы, определите
для второго вещества средний коэффициент линей-
ного расширения.
12. Какой из взятых металлов — латунь или
железо — расширяется больше?
13. Какое влияние на окончательный резуль-
тат в данной работе оказывает ошибка в 1 см при
измерении длины трубок? Ошибка в 1° при опре-
делении степени нагревания трубок? Ошибка в
0,05 мм при определении удлинения трубок?
152*. Расширение жидкостей при нагревании
(стр. 99, п. 22)
Приборы и материалы. Колба, наполненная подкра-
шенной водой (рис. 321). Такая же колба, наполненная под-
крашенным керосином. Сосуд с горячей водой.
1. Если приборы вам даны в несобранном виде,
соберите их.
Возьмите одну из колб; колба заткнута хорошо подобран-
ной пробкой с плотно входящей в нее узенькой стеклянной
трубкой В. На трубку надета при помощи двух проволочных
петель полоска картона С (рис. 321).
Выньте пробку с трубкой В и налейте в колбу подкрашен-
ной воды до самого верха. Снова заткните плотно пробкой
с трубкой: часть воды вытеснится в трубку.
Необходимо, чтобы под пробкой не было пузырьков воз-
духа, а вода в трубке стояла на несколько сантиметров выше
пробки. Важно также, чтобы уровень воды в трубке не спадал
(вода не просачивалась через пробку).
1 То обстоятельство, что первоначальная длина была взята при комнат-
ной температуре, а не при температуре 0°, весьма мало отражается на
окончательном результате.
Рис. 321

Наполните таким же образом вторую колбу подкрашенным
керосином.
2. Отметьте карандашом на полоске картона уровень воды
в трубке.
3. Погрузите колбу в сосуд с горячей водой и внимательно
следите за положением уровня жидкости в трубке. Что про-
исходит с уровнем жидкости в трубке в первый момент? Что
затем происходит с уровнем жидкости по Niepe ее прогревания?
4. Отметьте вторично карандашом на полоске картона уро-
вень воды в трубке после ее нагревания.
5. Выньте колбу из сосуда с горячей водой. Что происхо-
дит с уровнем жидкости в трубке по мере охлаждения колбы?
6. Сделайте вывод из опыта. Как изменяется объем жид-
кости при ее нагревании? при ее охлаждении? Почему в пер-
вый момент уровень жидкости в трубке снижается? Что больше
расширяется при нагревании: жидкость (вода) или твердое тело
(стекло)?
7. Поставьте рядом обе колбы с водой и керосином. Вдви-
гая немного или выдвигая пробки, добейтесь того, чтобы и вода
и керосин стояли в трубках на одина-
ковом уровне. Отметьте на полосках
картона уровни той и другой жидкости.
8. Погрузите одновременно обе кол-
бы в сосуд с горячей водой. Одинаково
ли поднимаются уровни жидкости в обеих
колбах? У какой жидкости уровень под-
нимается выше?
9. Сделайте вывод из второго опыта.
Какая жидкость больше расширяется при
нагревании: вода или керосин?
153. Определение коэффициента расши-
рения керосина (метод сообщающихся
сосудов) (стр. 99, п. 23)
Приборы и материалы. Прибор, изо-
браженный на рис. 322. Металлический кипятиль-
ник. Штатив с зажимом. Спиртовая лампочка.
Барометр. Резиновая трубка. Чашечка для стока
воды. Спички.
1. Ознакомьтесь с прибором (рис. 322).
U-образная трубка В наполнена кероси-
ном. Широкая трубка U служит для
пропускания водяных паров.
2. Наполните кипятильник водой, укрепите его в зажиме
штатива и соедините с муфтой D. Зажгите лампочку под ки-
пятильником.
3. Пары воды, проходя в муфте D, окружающей колено С
Рис. 322.

с керосином, его нагреют. Высоты жидкости, находящейся
в обоих коленах А и С при различных температурах (комнат-
ной tx° и температуре водяных паров t2°), будут неодинаковы.
4. Измерьте эти высоты (hx и Л2), когда струя пара будет
выходить из нижнего отверстия трубки D, и положение уров-
ней керосина в коленах А и С перестанет изменяться. Высоты
hx и h? измеряйте, отсчитывая по шкале на стойке прибора от
верхнего края пробки в широких трубках D и Е до нижнего
края менисков в коленах А и С.
5. Температуру t1 отсчитайте по термометру в трубке Е
(или комнатному), a t2° (с точностью до 0,5°) определите на
основании показаний барометра, пользуясь табл. 3.
6. Найдите коэффициент расширения керосина, пользуясь
формулой:
(выведите эту формулу).
7. Почему при данном опыте расширение сосуда не прихо-
дится принимать в расчет, и результат дает прямо коэффициент
истинного расширения?
8. Какая возможна ошибка при определении h2 — ht и какое
влияние эта ошибка оказывает на окончательный результат?
154*. Расширение воздуха при нагревании (стр. 100, п. 24)
Приборы и материалы. Колба с пробкой и трубкой (рис. 316).
Подкрашенная вода.
1. Приготовьте прибор для опыта (рис. 323).
Налейте в колбу столько подкрашенной воды,
чтобы она заполняла примерно V4 колбы. Вставь-
те в горлышко колбы пробку с плотно входя-
щей в нее*"стеклянной трубкой. Трубка должна
доходить почти до дна колбы, а пробка плотно
сидеть в горлышке колбы. При сборке прибора
соблюдайте осторожность, чтобы не раздавить
колбу и не сломать трубку.
Через верхнее отверстие трубки вдувайте
ртом воздух. Последний пузырьками пройдет
через воду в колбу и, когда вы перестанете
вдувать, вода поднимется по трубке. Добейтесь,
чтобы вода стояла в трубке несколько выше
пробки. Если уровень воды в трубке все время
опускается, значит, прибор „плохо держит":
1 Как видно из формулы, можно не находить величину
h2, а лишь разность высот ht — hi% последнюю и следует
определить возможно точнее.
Рис. 323.

воздух проходит через незаметные щели в самой пробке,
между пробкой и горлом колбы, между пробкой и трубкой.
Если вам самим не удастся добиться полного успеха, обра-
титесь к руководителю.
2. Прибор налажен. Нагрейте воздух, содержащийся в колбе.
Для этого обхватите колбу ладонями обеих рук. Что происхо-
дит с уровнем жидкости в трубке?
3. Отнимите руки от колбы и дайте колбе охладиться. Еще
лучше, если колбу охладите холодной водой или снегом. Что
происходит с уровнем жидкости в трубке?
4. Сделайте выводы из опыта. Как изменяется объем воз-
духа при нагревании? при охлаждении? Воздух или жидкость
расширяются более значительно?
155. Дополнительные упражнения (стр. 100, п. 27)
1 *. Воспользуйтесь прибором, изображенным на рис. 324,
для иллюстрации различной расширяемости цинка и железа.
Между выступами цинковой пластинки А
вставьте железный стерженек В\ последний
должен иметь такую длину, чтобы он дер-
жался с очень малым трением между вы-
Рис. 324.
Рис. 325.
ступами. Опустите прибор в сосуд с теплой водой. Стерженек
выпадет. Почему?
2. Проследите на модели, изображенной на рис. 325, как
действует автоматическая пожарная сигнализация. Биметалли-
ческая пластинка БМ, изгибаясь при нагревании, замыкает элек-
трическую цепь со звонком.
3. Пронаблюдайте особенности, обнаруживаемые резиновой
трубкой при ее нагревании. Резиновую трубку длиной 30—50 см
(рис. 326) наденьте на две стеклянные трубки а и Ь9 согнутые
под прямым углом, прочно обвяжите нитками места соедине-
ния. Трубку а закрепите в зажим штатива, установленного на
краю стола, а к другому концу подвесьте груз Р, который вы-
тягивает трубку (рис. 326). Указатель с установите против
масштаба В. Пропускайте через трубку А струю водяного пара.
Что происходит с трубкой?
4. Подготовьте прибор, указанный в раб. 151, взяв колбу
емкостью примерно в 100 смъ. Наполните ее водой, как ука-

зано в раб. 152, на трубку наденьте узенькое резиновое колечко
для отметки уровня воды в трубке. Погрузите колбочку в ка-
стрюльку с водой комнатной температуры, измерьте последнюю
и отметьте уровень воды в трубке резиновым колечком. На-
гревайте воду в кастрюльке и измеряйте миллиметровой ли-
неечкой высоту поднятия воды в трубке (считая от колечка).
Произведите 5—6 измерений (нагревая
каждый раз градусов на 5). Перед каждым
измерением нагревательный прибор обста-
вляйте и воду в кастрюльке перемешивайте.
Повторите опыт, наполнив колбочку вме-
сто воды керосином.
Постройте два графика, изображающие
процесс расширения РОДЫ И керосина,
откладывая по оси абсцисс температуру
(1° = 5 мм), а по оси ординат—высоты
поднятия (высоту поднятия в 1 см обозна-
чайте длиною в 5 мм). Сравните резуль-
таты, полученные для воды и керосина.
5. Примените прибор, указанный в пре-
дыдущем пункте, для определения коэффи-
циента кажущегося расширения воды и
керосина. Для этого измерьте емкость кол-
бы, диаметр трубки и высоту поднятия воды
и керосина в трубке при нагревании на
определенное число градусов. Считая коэф-
фициент объемного расширения стекла рав-
ным О,000025, найдите коэффициенты истин-
ного расширения воды и керосина.
6. Пронаблюдайте расширение воды в
пределах от 0° до 12°. Для этого примните
прибор, изображенный на рис. 327. В сте-
клянный змеевик, снизу запаянный, плотно
вставляется капиллярная трубка а. На по-
следней имеется метка п. Змеевик и часть
трубки наполнены дестиллированной водой.
(В змеевике и трубке не должно быть пу-
зырьков воздуха.)
Змеевик поместите в банку и окружите тающим снегом.
Когда уровень воды в капиллярной трубке установится, от-
мерьте миллиметровой линеечкой высоту водяного столба над
меткой, имеющейся на трубке.
Выньте змеевик из банки и в последней приготовьте воду
температуры, близкой к 0°. Снова поставьте спираль в банку и
снова отмерьте высоту водяного столба в капиллярной трубке
и температуру воды (воду хорошенько размешайте). Посте-
пенно приливая в банку комнатной воды или более теплой
(излишек воды удаляйте через боковое отверстие сифоном или
Рис. 325.

пипеткой), меняйте температуру воды на 0,5° и каждый раз
измеряйте высоту водяного столба в капиллярной трубке.
Наблюдения доведите градусов до 12. По данным опыта по-
стройте кривую видимого расширения воды, откладывая по оси
абсцисс температуры (1° = 10 мм), а по оси ординат высоты
воды (1 мм=\ мм). При какой температуре вода занимает
наименьший объем? Почему эта температура оказалась не 4°,
а выше?
7. Наполните банку А наполовину водой, а поверх наложите
льду (рис. 328). Установите термометр так, чтобы его резер-
Рис. 327.
Рис. 328.
вуар был вблизи дна сосуда. Следите за показаниями термо-
метра. Температура воды понижается. Как изменяется плот-
ность воды при изменении ее температуры? Какой процесс
происходит в воде вследствие охлаждения, производимого
льдом? До какой температуры понизилась температура воды?
Почему дальнейшее ее понижение прекратилось? При какой
температуре вода имеет наибольшую плотность? Каким путем
происходит охлаждение воды после того, как ее температура
достигнет 4°? Что вам известно о теплопроводности воды
(см. раб. 172)?
ГЛАВА ПЯТАЯ
ЗАКОНЫ БОЙЛЯ-МАРИОТТА, ГЕЙ-ЛЮССАКА И ШАРЛЯ
156. Как изменяется объем газа при изменении давления
на него, если температура газа остается неизменной
(стр. 102, п. 28)
Приборы. Стеклянная трубочка со ртутью, прикрепленная к деревян-
ной или картонной шкале. Штатив с зажимом. Отвес. Барометр.
1. Расположите трубку в горизонтальном положении на ва-
шем рабочем столе. Внимательно ее рассмотрите. Соблюдайте

только осторожность: не сообщайте трубке резких толчков —
иначе находящийся в ней столбик ртути может разбиться на части,
2. Один конец трубки закрыт воском, а между ним и стол-
биком ртути находится воздух (рис. 329). В этой части трубку
не верите в руки, чтобы не нагревать воздух. Заключенный
s трубке воздух будет у
вас во все время опыта
иметь одну и ту же тем-
пературу — температуру
комнаты.
3. Когда трубка лежит
в горизонтальном положе-
нии на столе, определите тщательно длину 1Х воздушного стол-
бика, заключенного между концом а воскового столбика и
началом Ьх ртутного столбика (рис. 329). Для этого отсчитайте
по шкале в миллиметрах, стараясь избежать ошибки на па-
раллакс (см. раб. 1), положения Ьх и а.
Оба отсчета запишите и найдите между
ними разность,
4. Сделайте рисунок, отметив на нем
в определенном масштабе длину воздуш-
ного столбика и положение столбика ртути.
5. Под каким давлением находится столб
воздуха abx в трубке? Оказывает ли на
него давление при горизонтальном положе-
нии трубки ртутный столбик? Произведите
по барометру отсчет атмосферного давле-
ния Н с точностью до 1 мм. Чему равно
давление рг на столбик воздуха, имеющий
длину ltf
6. Осторожно поставьте трубку верти-
кально, обратив ее закрытым концом
вниз (рис. 330). Трубку зажмите в зажиме
штатива, а вертикальность установки про-
верьте отвесом.
Рис. 330.
Рис. 331.
7. Вновь определите длину воздушного
столбика /2. Как изменилась длина, а сле-
довательно, и объем столбика воздуха — по сравнению с пер-
вым случаем, когда трубка была в горизонтальном положении?
8. Под каким давлением он теперь находится? Какое давле-
ние он испытывает еще, кроме атмосферного давления?
9. Измерьте длину h ртутного столбика Ь2с2, отсчитав по
шкале положение обоих концов, и найдите, чему равно давле-
ние р2 на столбик воздуха, имеющий длину /2.
10. Сделайте новый рисунок трубки во втором положении,
11. Расположите теперь осторожно трубку в третьем поло-
жении — вертикальном, обратив ее закрытым концом вверх
(рис. 331). Зажмите ее в штативе и установите по отвесу.
Рис. 329.

12. Почему ртутный столбик не выливается из трубки? С ко-
торой стороны давление на столбик больше: со стороны атмо-
сферного воздуха или воздуха внутри трубки? Что произошло
со столбиком воздуха, заключенным между закрытым кондом
трубки и ртутным столбиком? Почему он расширился?
13. Измерьте в третий раз длину столбика воздуха /8 и най-
дите давление /?3, под которым он находится.1 Насколько по-
следнее меньше того, какое было в первом случае при гори-
зонтальном положении трубки, т. е. атмосферного давления?
14. Сделайте рисунок трубки в третьем положении.
15. Сведите все полученные данные в таблицу:
Атмосферное давление Н =
Длина ртутного столбика h =
s — поперечное сечение трубки.
На-
блю-
дения
Длина воз-
душного
столбика
Давление
на возд.
столбик
Отношение
объемов воз-
духа
Обратное
отношение
давлений
на воздух
Произведение
объема воздуха
на его давление
I
II
Ш
*1 =
'2 =
/8 =
Pi =
Ра =
Ps =
t^i /1 _
v2 ~" h"~~ Pi
El
Ps
VlPl = tipis =
V2P2 = /jj/V —
16. Найдите отношения у- и выразив их в десятичных
дробях с точностью до сотых долей.
17. Поперечное сечение трубки одинаково или почти оди-
наково по всей длине. Поэтому отношения j- и ^ дают также
и отношения объемов — и —, которые занимал воздух!г в
трубке при трех ее положениях. Занесите численные значения
отношений и А в таблицу. Первое отношение ~ указы-
вает, во сколько раз уменьшился объем воздуха во второй раз,
а второе отношение — во сколько раз он увеличился в тре-
тий раз.
18. Узнайте, наконец, во сколько раз увеличивалось и умень-
шалось давление на воздушный столбик при перестановках
трубки. Для этого найдите отношения ~ и у-, выразив их
в десятичных дробях с точностью до сотых долей. Занесите
полученные отношения в таблицу.
1 Так как поперечное сечение трубки может быть не вполне одинаково
по всей длине, то полезно длину ртутного столбика (&з<й) измерить Снова,

19. Что вы можете сказать, сравнивая числа третьего и чет-
вертого столбцов (отношения -jjj- и , отношения ^ и j^-J?
20. Чем можно объяснить неполное равенство отношений?
Каковы абсолютная и относительная погрешности при измене-
нии l1, l2, l3, p1, р2, p3? Каковы относительная и абсолютная
погрешности отношений:
21. AVw может быть формулирована зависимость между
объемом и давлением на газ (или его упругостью), если (как
это имело место в данной работе) количество газа и его тем-
пература остаются неизменными (закон Бойля—Мариотта)?
22. Подсчитайте еще, чему равны произведения v-j),, v>p^
и iy?8. Занесите в таблицу. Числа получились неодинаковые,
и на первый взгляд как будто между
ними большая-разница. Но ведь и самые
числа — большие. Какую часть взятых
чисел составляет самая большая разница
(в •/.)?
Значит, как еще можно формули-
ровать закон Бойля — Мариотта?
157. Как изменяется объем газа при
изменении его температуры, если дав-
ление на газ остается неизменным?
(Стр. 105, п. 29)
Приборы и материалы. Запаянная
с одного конца стеклянная трубка со столбиком
ртути. Термометр. К нему шнурок с крючком.
Миллиметровая линеечка. Стакан. Штатив с коль-
цом и зажимом. Сетка. Спиртовая лампочка. Ме-
шалка. Холодная вода. Спички.
1. Поставьте стакан А (рис. 332) на
кольцо штатива (подложите сетку). Укре-
пите в зажиме штатива трубку В со стол-
биком ртути. В трубке между запаянным
концом и столбиком ртути находится
исследуемый воздух. Подвесьте термо-
метр t.
2. Налейте в стакан столько холодной
воды, чтобы воздушный столбик в трубке был весь в воде.
3. Перемешайте хорошенько воду мешалкой. Измерьте тща-
тельно миллиметровой линеечкой длину воздушного столбика
между запаянным концом трубки и нижним концом ртутного
столбика. Измерьте температуру воды.
4. Нагрейте воду в стакане на 5—10°, перемешайте ее и вто-
рично измерьте длину воздушного столбика и температуру воды*
Рис. 332.

5. Произведите измерение длины воздушного столбика при
различных температурах, отличающихся одна от другой на
б—10 градусов. Таких измерений сделайте 8—10.
6. Все получаемые при измерении данные занесите в сле-
дующую таблицу:
Наблюдения
Температура
воздуха
в трубке
Длина
воздушного
столбика
в трубке
Разность
длин
Разность
температур
1
t\ =
/i =
2
t2 =
t2 = l2-l1=
3
*з =
/з =
4
*4 ==
/4 = '4-/1 = t4-h =
5
*fi =
'б = /.-/» =
7. В цилиндрической трубке В объемы столбиков воздуха
пропорциональны- их длинам, разности объемов пропорцио-
нальны разностям длин. Какая зависимость наблюдается между
разностями объемов v2— v1, v8—v1, v4—v1 и соответствующими
разностями температур t2 — tu t3 — t1, t4— t1. (Давление на
воздух, заключенный в трубке В, оставалось все время по-
стоянным.)
8. По данным работы постройте график, откладывая на оси
абсцисс температуры, а на оси ординат — длины воздушных стол-
биков (объемы). Каждый градус температуры отмечайте отрез-
ком в 2 мм, каждый миллиметр длины воздушного столбика —
отрезком в 1 мм.
. 9. Определите коэффициент объемного расширения воздуха
(см. работу 158).
158. Определение коэффициента расширения воздуха
(стр. 105, п. 30)
Приборы и материалы. Прибор, изображенный на рис. 333. Ме-
таллический кипятильник (рис. 333). Штатив с зажимом. Метровая линейка
С миллиметровыми делениями. Термометр. Спиртовая лампочка. Резиновая
трубка. Маленький отрезок резиновой трубки. Чашечка для стока воды.
Две деревянные дощечки для подкладывания. Спички.
1. Соберите и установите прибор, изображенный на рис. 333.
Трубка А с узким каналом с одного конца запаяна. Столбик
ртути mn запирает столбик воздуха. Трубка А заключена в ши-
рокую трубку В, через которую можно пропускать пары воды.
Трубка В укреплена на доске С; t — термометр, К—пробка
для установки трубки А с отверстием для пара.
2. Измерьте возможно точнее, пользуясь миллиметровой
линейкой, длину 1Х воздушного столба, заключенного в трубке А
между ее закрытым концом и столбиком ртути mn. При изме-

рении обратите внимание на два обстоятельства: во-первых,
закрытый конец трубки сужен (поэтому расчет надо вести не
от самого конца трубки, а несколько отступя) и, во-вторых, так
как измерять масштабом приходится через широкую трубку В>
легко сделать ошибку на параллакс (см. раб. 1).
3. Отметьте температуру t1, которую имеет воздух, заклю-
ченный в трубке А.
4. Зажгите лампочку под кипятильником и последний соеди-
ните резиновой трубкой с муфтой В, которая окружает трубку Л*
5. Когда из противоположного конца муфты будет выхо-
дить струя пара и температура, указываемая термометром t, пере-
станет повышаться, определите температуру паров кипящей
воды t2 (по показаниям барометра и табл. 1).
Рис. 333.
6. Не прекращая тока пара, измерьте также, соблюдая пре-
досторожности, указанные в п. 2, новую длину /2 воздушного
столбика, заключенного в трубке А между закрытым ее концом
и столбиком ртути mn. Погасите лампочку.
7. Изменяя температуру воздуха, вы наблюдали в данном
опыте изменение объема воздуха. Изменилось ли давление на
воздух, а следовательно, и его упругость, или они оставались
во все время опыта неизменными?
8. Если объем воздуха при температуре 0° равен v0, при
температуре tx° равен v1, при температуре t2 равен v2, то
v1-v0 или Ро^Г* представляет коэффициент расширения воз-
духа (так называемый термический коэффициент объема а).
Из равенства <х= Va~J*q и а — *° получаем равенство:
d — —* 1—.
vxt2 — v2tx
Если трубка А цилиндрична, то отношение • У2 может
vxt2 — v2tx
быть заменено отношением , ,2~~fV"«
9. Пользуясь последним выражением, найдите коэффициент
расширения воздуха.
10. Величина а, указываемая учебниками, 0,00367. Как ве-
лики абсолютная и относительная погрешности полученного
вами результата?

159. Определение теплового коэффициента давления воздуха
(стр. 107, п. 31)
Приборы и материалы. Воздушный термометр (рис. 334). Баро-
метр. Стеклянная банка. Кипятильник (рис. 335) или кастрюля. Стакан
(чайный). Треножник. Спиртовая лампочка. Вода. Снег или толченый лед.
Спички.
1. Рассмотрите внимательно прибор (рис. 334). Резервуар А
С воздухом соединен узенькой резиновой трубочкой с ртутным
манометром. Колено С манометра прикреплено к салазкам b со
шкалой. Салазки могут перемещаться и закрепляться на раз-
личной высоте. На колене В манометра имеется черта т.
Рис. 334.
Рис. 335.
2. Погрузите резервуар А данного прибора в тающий снег
или лед.
3. Поднимая или опуская салазки Ь, приведите уровень
ртути в трубке В к черте т\ черта должна при этом казаться
совпадающей с верхним краем мениска при положении глаза
на том же уровне. Если спустя несколько минут уровень ртути
изменится, снова произведите установку и еще подождите.
Когда уровень ртути прочно установится на метке т, значит,
воздух в резервуаре принял температуру 0°.
4. Измерьте по шкале, имеющейся на приборе, разность h
ртутных столбиков в манометре.
5. По барометру отсчитайте величину атмосферного давле-
ния Н.
6. Как велика упругость р0 воздуха в резервуаре А при тем-
пературе 0°?

7. Выньте резервуар A из снега и поместите его в кипя-
тильник (рис. 335) или в кастрюлю с водой, поставленную на
треножник. Зажгите лампочку и нагревайте воду.1
8. По мере нагревания воздуха в резервуаре A уровень
ртути в трубке B понижается. На что это указывает? Изме-
няется ли объем воздуха? Изменяется ли его давление?
9. Поднимая салазки b, приведите вновь уровень ртути в
трубке B к метке m. Когда вода закипит и воздух в резер-
вуаре A примет температуру паров кипящей воды, уровень
ртути в трубке B перестанет подниматься. Тогда еще раз тща-
тельно установите уровень ртути в левой трубке на уровне m.
10. Измерьте вторично разность h2 ртутных столбов в ма-
нометре.
11. Как велико давление pt воздуха в резервуаре А при
температуре паров кипящей воды?
12. Изменился ли объем воздуха по сравнению с прежним
(п. 3)?
13. Прежде чем гасить огонь под кипятильником, не за-
будьте опустить салазки b (почему?).
14. Найдите температуру t°, зная величину атмосферного
давления H и пользуясь таблицей (см. табл. 1).
15. Насколько увеличилось давление воздуха в резервуаре A
при увеличении температуры на t° (при неизменном объеме)
(P t—P 0)?
16. Какую часть первоначального давления составляет это
увеличение давления при нагревании воздуха от 0° до t°
17. Найдите, как велик тепловой коэффициент давления воз-
духа
18. Укажите, почему результат получается несколько меньше
того, какой указан в учебнике (0,00367)?
Как велики абсолютная и относительная погрешности по-
лученного вами результата?
160. Объединенный закон газового состояния
(стр. 109, п. 32)
Приборы и материалы. Прибор, изображенный на рис. 336. Ба-
рометр. Термометр. Два стакана — батарейный и химический (500 см3). Хо-
лодная вода. Горячая вода.
1. Состояние газа характеризуется тремя величинами: объ-
емом, давлением и температурой. При изменении температуры
газа изменяются и его объем и его давление. Зависимость
1 Воду, конечно, можно нагреть предварительно.

между объемом, давлением и температурой газа выражается
уравнением:
YiPx V2P2
Т1 Т2
Проследить эту зависимость — задача данной работы.
2. Рассмотрите прибор, служащий для проведения работы
(рис. 336). Он состоит из U-образной стеклянной трубки, укреп-
ленной на миллиметровой линейке. Короткий конец трубки за-
паян. Уровень ртути в запаянном колене выше уровня в от-
крытом колене. В трубке между запаянным концом
и ртутью находится воздух.
3. Налейте в батарейный стакан холодной воды
и погрузите в нее прибор. Уровень воды в стакане
должен быть выше закрытого конца трубки.
4. Перемешайте хорошенько воду и измерьте ее
температуру.
б. Измерьте длину воздушного столбика в закры-
том колене и разность уровней ртути.
6. Налейте в химический стакан горячей воды
и перенесите прибор из стакана с холодной водой
в стакан с горячей водой. Горячая вода должна
полностью покрыть закрытый конец трубки.
7. Снова измерьте длину воздушного столбика
в закрытом колене и разность уровней ртути.
8. Все данные, получаемые при измерениях, зано-
сите в таблицу (см. ниже).
Атмосферное давление Н =
9. Вычислите, чему равно
V1P1 _ liSpi V2P2 _ l*Sp2
(S — поперечное сечение трубки).
Сравните полученные результаты. Запишите формулировку
объединенного закона газового состояния.
Температура Длина Разность Давление
Наблюдение воздуха воздушного
в трубке столбика уровней ртути воздуха
1- е f 1 = Ti = /1= h1 = р\ = H—hx
2- е t2= 72= h= h2= p2 = H + h2
161. Дополнительные упражнения
1. Расширьте работу § 156. Кроме трех измерений, указан-
ных в § 156, произведите еще ряд измерений, располагая трубку
со столбиком ртути в наклонном положении (рис. 337). Отсчи-
Рис. 336.

тайте длину воздушного столбика. Давление на воздух в трубке,
когда ее закрытый конец обращен вниз, равно атмосферному
плюс разность уровней ртути в трубке (рис. 337). Последнюю
найдете, взяв разность АА1 — ВВ1 высот концов ртутного стол-
бика над плоскостью стола. Высоты отсчитайте, пользуясь шка-
лой и отвесом. Таких отсчетов сделайте, по крайней мере,
два — при разных углах
наклона трубки.
Поставьте трубку на-
клонно, обратив закрытым
концом вверх. Давление
на воздух в трубке в этом
случае будет равно атмо-
сферному минус разность
уровней ртути в трубке.
Измерьте это давление,
а также и длину воздуш-
ного столбика.Таких из-
мерений сделайте два, при
разных углах наклона
трубки.
По данным настоящей
работы постройте график,
откладывая на оси абсцисс
длины воздушных стол-
биков (объемы), а на оси
ординат—давления. (Каж-
дые 2 мм длины воздуш-
ного столбика отмечайте
отрезком в 1 мм у каж-
дые 5 мм давления —
отрезком в 1 мм.) Полученная кривая называется гиперболой.
Возьмите на графике произвольное значение объема (длины
воздушного столбика) и, пользуясь кривой, определите соот-
ветствующее ему давление. Проверьте результат прямым опы-
том, поставив трубку в такое положение, при котором длина
воздушного столбика равняется заданной.
Сравните площади, ограниченные координатными осями и
абсциссами и ординатами для разных точек кривой. Какое по-
ложение устанавливает их равенство?
2. Пользуясь прибором, описанным в работе 156, опреде-
лите величину атмосферного давления. Для этого измерьте
длины воздушных столбиков, когда трубка стоит горизонтально
и вертикально (закрытым концом вниз или вверх), а также
длину ртутного столбика. Сравните найденное значение с по-
казанием барометра.
3. Пользуясь воздушным термометром (рис. 334), определите
температуру кипения насыщенного раствора поваренной соли.
Рис. 337.

ГЛАВА ШЕСТАЯ
КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. ТЕПЛОЕМКОСТЬ
162*. От чего зависит количество теплоты, необходимое для
нагревания воды (стр. 109 и 111, п. 33, 35)
Приборы и материалы. Спиртовая лампочка. Штатив с кольцом
и зажимом. Жестянка. Термометр. Весы. Разновес. Жестянка с дробью.
Пипетка (тонкая стеклянная трубка). Палочка для размешивания воды.
Вода. Спички.
1. Отвесьте в жестянке 100 г воды.
2. Взвесьте спиртовую лампочку.
3. Укрепите жестянку с водой на кольце штатива, а тер-
мометр в зажиме штатива. Резервуар термометра должен быть
в воде. С термометром обращайтесь осторожно.
4. Перемешайте палочкой воду и измерьте ее температуру.
5. Зажгите лампочку и нагрейте воду. Когда температура
воды поднимется градусов до 40—50, быстро потушите спир-
товую лампочку, перемешайте воду и вторично измерьте ее
температуру.
6. Взвесьте вторично спиртовую лампочку и найдите вес
сгоревшего спирта.
7. Все полученные числовые данные и те, которые найдете
дальше (см. п. 8 и 9), занесите в таблицу:
Масса Температура воды Повышение Вес
Наблюдения воды
темпера- сгоревшего
г начальная конечная туры спирта
1
100
2
100
3
200
4
500
8. Повторите опыт, но нагревание доведите до 90—100°
(можно продолжать нагревание прежней воды). Как и в пер-
вом опыте, отметьте начальную и конечную температуры воды
и определите вес сгоревшего спирта. Все данные запишите в
таблицу.
» 9. Третий опыт сделайте, взяв вместо 100 г воды 200 г. На-
грейте ее на столько же градусов, на сколько вы нагрели
100 г в первом опыте.
10. Четвертый опыт сделайте, взяв 500 г воды и нагревая
ее на столько же градусов, на сколько вы нагревали 200 г.
11. Какие выводы вы можете сделать, сравнивая результаты
двух первых наблюдений ?

12. Что дает сравнение результатов первого и третьего
наблюдений?
13. Какой вывод позволяют сделать результаты, полученные
вами и вашими товарищами (учтите при этом ошибки при
измерениях)? От чего зависит количество теплоты, необходи-
мое для нагревания воды? Чему оно пропорционально?
163*. Смешение воды различной температуры. Сравнение
температуры смеси, полученной из опыта, с найденной
путем расчета (стр. 109 и 111, п. 33, 36)
Приборы и материалы. Два стакана (600 смъ). Термометр
Пипетка (тонкая стеклянная трубка). Мензурка. Холодная вода. Горячая вода
1. Влейте в один из стаканов столько холодной воды (имею-
щей температуру комнаты или более низкую), чтобы она за-
нимала менее половины стакана. Воду наливайте, измеряя ее
объем мензуркой. Запишите, какова ее масса (Мх).
2. Во второй стакан влейте тоже определенное количество
горячей воды (не больше половины стакана). Запишите ее
массу (Mj).
3. Поставьте оба стакана рядом. Осторожно помешивая
воду, определите возможно точнее (на глаз — десятые доли
градуса) температуру сначала холодной воды (£х°), а затем
горячей (t2°).
4. Немедленно влейте холодную воду в горячую или на-
оборот и, осторожно помешивая, отсчитайте температуру
смеси (9).
5. На сколько градусов охладилась горячая вода и на
сколько нагрелась холодная?
6. Сколько больших калорий потеряла горячая вода (Q2) и
сколько приобрела холодная (Q1? Чем можете объяснить раз-
ницу в полученных числах?
7. Найдите температуру смеси (9) путем расчета. Для этого
составьте уравнение, исходя из положения: Qx = Q2. Сравните
найденную таким путем температуру 9 с полученной из опыта.
Которая из этих температур выше и почему?
8. Повторите опыт, взяв другие массы воды при новых
температурах.
164*. Зависит ли количество теплоты, необходимое для
нагревания, от рода нагреваемого вещества
(стр. 109 и 111, п. 33, 35)
Приборы и материалы. Спиртовая лампочка. Штатив с кольцом
и зажимом. Жестянка с дробью. Пипетка. Палочка для размешивания воды.
Вода. Вазелиновое масло (или глицерин). Спички.
Работу проводите, следуя указаниям, данным в работе 161.
1. Нагрейте на спиртовой лампочке приблизительно на одно
и то же число градусов сначала 100 г воды, а затем 100 г

вазелинового масла и каждый раз определяйте вес сгоревшего
спирта. Данные опыта занести в таблицу.
Наблюдения
Взятое
вещество
и его масса
г
Температура
Повышение
темпера-
туры
Вес
сгоревшего
спирта
начальная конечная
1
Вода 100 г
Вазелино-
вое масло
100 г
Одинаковое ли количество теплоты пошло на нагревание
100 г воды и 100 г вазелинового масла на одно и то же число
градусов?
2. Подсчитайте, сколько малых калорий теплоты пошло на
нагревание воды? Вазелинового масла? Сколько тепла уходило
на нагревание 1 г вазелинового масла на 1°? Одна ли калория,
как и на нагревание 1 г воды на 1°? Больше? Меньше?
165. Сравнение удельных теплоемкостей двух веществ
Приборы и материалы. Две жестянки. Термометр. Штатив для
термометра. Мензурка. Мешалка. Примус или электрическая плитка. Куски
железа и свинца (или алюминия) по 100 г. Нитки. Вода.
1. Поставьте на зажженный примус или на включенную в
электрическую сеть электрическую плитку жестянку с водой
и опустите в нее два куска разных металлов, имеющих оди-
наковые массы.
2. Пока тела нагреваются, подготовьте воду комнатной
температуры во второй жестянке. Влейте в жестянку, поль-
зуясь мензуркой, например, 100 г воды. Установите в зажиме
штатива термометр, погрузив его резервуар в воду, налитую
в жестянку.
3. После того как вода закипит в первой жестянке, про-
держите тела в кипящей воде минут 5—10.
4. Перемешайте тщательно воду во второй жестянке и
измерьте ее температуру.
5. Выньте быстро из кипящей воды одно из тел и погру-
зите его в воду во второй жестянке. Помешивая воду, отметьте
ее окончательную (наивысшую) температуру.
6. Перемените воду во второй жестянке, но возьмите ее
столько же, сколько было при первом опыте (100 г) и повто-
рите опыт, погружая второе тело, нагретое в кипящей воде.
7. На сколько градусов нагрел 100 г воды кусок железа
в 100 г, нагретый первоначально в кипящей воде (до 100°)?

8. На сколько градусов нагрел 100 г воды кусок свинца
(или алюминия) в 100 г, нагретый первоначально также до 100°?
9. Какое количество теплоты приобрела вода (100 г) при
погружении в нее куска железа в 100 г? Такое же количество
отдал кусок железа в 100 г, нагретый до 100°?
10. Какое количество теплоты приобрела вода (100 г) при
погружении в нее куска свинца (или алюминия) в 100 г? Такое
же количество отдал кусок свинца (или алюминия) в 100 г,
нагретый до 100°?
11. Подсчитайте, какое количество теплоты отдает 1 г же-
леза и 1 г свинца или алюминия при охлаждении на 1°. Такое
же количество теплоты требуется и для нагревания 1 г железа
и свинца (или алюминия) на 1° (удельная теплоемкость вещества).
166. Определение удельной теплоемкости по методу
смешения (стр. 109 и 111, п. 33, 34, 37, 38, 39)
Приборы и материалы. Калориметр с мешалкой (рис. 338).
Термометр. Штатив для термометра. Весы. Разновес. Мензурка. Пипетка
(тонкая стеклянная трубка). Грелка для тел (рис. 339). Примус или элек-
трическая плитка. Куски металлов (меди, олова, железа и др.). Нитки. Вода.
Рис 338.
Рис. 339.
1. Найдите массу (mt) внутреннего сосуда калориметра
с мешалкой (только в целых граммах).
2. Влейте в калориметр, пользуясь мензуркой, 500 г воды
(обозначим через М) комнатной температуры или, еще лучше,
на несколько градусов ниже комнатной.
3. Вложите внутренний сосуд калориметра во внешний и
установите в зажиме штатива термометр, погрузив его резер-
вуар в воду.

4. Зажгите примус и поставьте на него грелку с водой.
Калориметр отодвиньте подальше от грелки.
5. Взвесьте данные тела (с точностью до 0,5 г). Массу тела
обозначим через т.
6. Все данные занесите в таблицу:
Масса
Температура
На сколько
градусов
Какое количе-
ство теплоты
Удельная теплоемкость
вещества С
воды в калори-
метре м
тела т
первоначальная
ВОДЫ t\
первоначальная
тела t2
окончательная
воды и тела 0
cd
е=(
О
со
J3
о
cd
«=;
с~
СЗ 1
X сэ
О
<=:
н
А
о
О
Ч
S
fc*<=>
3 1
О ~t^»
получила вода
в калориметре Qi
отдало тело воде
7. Опустите тела, привязав к ним нитку, в грелку.
8. Определите барометрическое давление и вычислите тем-
пературу паров кипящей воды (t2) (см. раб. 146).
9. Тела продержите в парах минут 10 после того, как из
грелки будут выходить водяные пары.
10. Перемешайте тщательно воду в калориметре и измерьте
ее температуру, отсчитывая десятые доли градуса и избегая
ошибки на параллакс (/х).
11. Пододвиньте калориметр к грелке, быстро выньте из
грелки одно из тел и погрузите его в воду калориметра. Ото-
двиньте калориметр от грелки, проследите за показаниями
термометра и отметьте окончательную (наивысшую темпера-
туру (6).
12. Перемените воду в калориметре и повторите опыт, по-
гружая другие тела, нагретые в грелке.
13. На сколько градусов нагрелась вода и какое количество
теплоты (QJ приобрела она при погружении в нее первого
тела? Найдите буквенное выражение для Qt.
14. Какое количество теплоты (Q2) потеряло тело?
15. На сколько градусов охладилось тело?
16. Какое количество теплоты теряло тело при охлаждении
на Г?
17. Какова удельная теплоемкость вещества (с) первого
тела. Найдите буквенное выражение для с.
18. Как велико количество тепла, приобретаемое калори-
метром с мешалкой при нагревании на 1° (водяной эквивалент
калориметра)? Теплоемкость вещества калориметра должна

быть при этом известна. Вычислите теплоемкость вещества
первого тела, введя поправку на калориметр. Какая разница
е величиной, полученной без поправки на калориметр?
19. Составьте полную формулу (с поправкой на калориметр)
для определения удельной теплоемкости твердого тела по ме-
тоду смешения.
20. Найдите, пользуясь этой формулой, по данным опыта
удельные теплоемкости других веществ, вами взятых.
21. Каковы абсолютные и относительные погрешности при
измерении веса тела, воды и калориметра, температуры воды
первоначальной и окончательной, температуры против паров
кипящей воды и теплоемкости?
22. Какова относительная и абсолютная погрешность для
теплоемкости исследуемого вещества? Сколькими знаками
следует ограничиться в окончательном результате?
23. Какие величины из измеряемых во время опыта имеют
наибольшее влияние на результат и потому должны быть из-
меряемы особенно тщательно?
167. Определение удельной теплоемкости жидкого тела по
методу смешения (стр. 109—112, п. 34, 37, 39)
Приборы и материалы. Калориметр с мешалкой. Термометр
(с делениями на 0,1°). Штатив для термометра. Весы. Штатив для весов. Раз-
новес. Кусок металла (например железа). Грелка для него (рис. 339). При-
мус или электрическая плитка. Пипетка (тонкая стеклянная трубка). Керо-
син. Вода. Нитки. Спички.
1. Взвесьте внутренний сосуд калориметра с мешалкой.
2. Влейте в калориметр определенное количество керосина.
Последнего надо взять столько, чтобы взятый вами кусок ме-
талла после погружения в калориметр весь был покрыт керо-
сином. Определите массу керосина (с точностью до 0,5 г).
3. Вложите внутренний сосуд калориметра во внешний и
установите в зажиме штатива термометр, погрузив его резер-
вуар в керосин.
4. Влейте воды в грелку и поставьте ее на зажженную
предварительно лампу.
5. Взвесьте кусок железа (с точностью до 0,5 г).
6. Привяжите нитку к куску железа и опустите его в
грелку. Калориметр отодвиньте подальше от грелки.
7. Измерьте по барометру атмосферное давление и вычис-
лите, как велика температура паров кипящей воды.
8. Тело продержите в парах минут 10 после того, как из
грелки начнут выходить водяные пары.
9. Перед опусканием тела в калориметр тщательно пере-
мешайте керосин и возможно точнее измерьте его температуру.
10. Пододвиньте калориметр к грелке, быстро выньте из
грелки кусок железа и погрузите его в керосин. Отодвиньте

калориметр от грелки, проследите за указаниями термометра
и запишите окончательную наивысшую температуру.
11. Сколько калорий тепла выделил кусок железа (Qi)?
Теплоемкость железа примите равной 0,11 (если был взят дру-
гой металл, справьтесь в книгах или у руководителя, какова
теплоемкость взятого вещества). Найдите буквенное выраже-
ние для Qv
12. Сколько калорий пошло на нагревание керосина?
13. Сколько было взято керосина для опыта и на сколько
градусов он нагрелся?
14. Какова теплоемкость керосина? Составьте буквенное
выражение, служащее для нахождения теплоемкости по дан-
ным опыта.
15. Введите поправку на калориметр (зная теплоемкость
вещества калориметра). Сравните с величиной, полученной
без поправки.
16. Как велики абсолютная и относительная погрешности
при определении весовых количеств в данной работе и при
измерении температур? Какие ошибки главным образом влияют
на окончательный результат? Какое влияние они имеют на
результат?
168. Определение температуры при помощи калориметра
(стр. 113, п. 41)
Приборы и материалы. Калориметр с мешалкой. Термометр
(с делениями на 0,1°). Штатив для термометра. Мензурка. Пипетка (тонкая
стеклянная трубка). Весы. Штатив для весов. Разновес. Спиртовая лампочка.
Железное колечко. Крючок для него. Вода. Спички.
1. Взвесьте внутренний сосуд калориметра с мешалкой.
2. Влейте в калориметр 500 г воды, отмеряя ее мензуркой.
3. Вложите внутренний сосуд калориметра во внешний и
установите в зажиме штатива термометр, погрузив его резер-
вуар в воду.
4. Взвесьте железное колечко.
5. Перемешайте воду в калориметре и измерьте возможно
точнее ее температуру.
6. Наденьте колечко на крючок и внесите его в пламя лам-
почки (калориметр отставьте подальше).
7. Когда колечко накалится докрасна, пододвиньте калори-
метр и быстро сбросьте колечко в воду (не погружайте в
воду крючка). Отодвиньте калориметр, перемешайте воду и
отметьте окончательную ее температуру.
8. Составьте формулу для определения температуры, до
какой было нагрето колечко в пламени лампы. Найдите ее,
принимая теплоемкость железа равной 0,23 (такова она при
тех высоких температурах, до которых было нагрето железное
колечко).

9. Обдумайте, какие причины могут обусловливать неточ-
ный окончательный результат? Оцените, какое влияние оказы-
вают погрешности всех производимых при работе измерений?
Какие цифры в окончательном результате можно считать за-
служивающими доверия?
169*. Определение коэффициента полезного действия
спиртовой лампочки (стр. 114, п. 42)
Приборы и материалы. Спиртовая лампочка. Треножник. Сетка.
Стакан (600 смц) или жестянка. Термометр. Штатив для термометра. Палочка
для размешивания. Мензурка. Весы. Штатив для весов. Разновес. Пинцет.
Пипетка (тонкая стеклянная трубочка). Денатурированный спирт. Вода.
Спички.
1. Установлено, что 1 г спирта, сгорая, выделяет 7100 ма-
лых калорий. Это — так называемая калорийность спирта. Из
этих 7100 калорий только часть идет на полезное действие
(например, на нагревание воды), значительная же часть тепла
растрачивается на побочные процессы (отдается лампочкой
сетке, треножнику, стакану, воздуху). Отношение числа кало-
рий, затраченных на полезное действие, ко всему числу кало-
рий, выделенных сгоревшим спиртом, составляет коэффициент
полезного действия или отдачу спиртовой лампочки. Опреде-
лите последний, следуя данным далее указаниям.
2. Зажгите спиртовую лампочку. Пронаблюдайте, хорошо
ли она горит, чтобы в дальнейшем уже ее не приходилось
подправлять. Проверьте также, чтобы лампочка под треножни-
ком находилась на подходящей высоте.1
3. Потушите лампочку и взвесьте ее.
4. Налейте в стакан определенное количество (например 400 г)
воды. Поставьте его на треножник с сеткой и укрепите в шта-
тиве термометр, погрузив резервуар последнего в стакан
с водой.
5. Перемешайте палочкой воду и измерьте ее температуру.
6. Зажгите лампочку и тотчас же подставьте ее под тре-
ножник.
7. Когда температура воды достигнет 40—50°, потушите
лампочку, перемешайте воду в стакане и измерьте ее темпе-
ратуру.
8. Взвесьте вторично спиртовую лампочку и найдите массу
сгоревшего спирта.
9. Как велико количество теплоты Q, выделенное сгорев-
шим спиртом?
10. Как велико количество Qlf затраченное на нагревание
воды в стакане?
1 Величина коэффициента полезного действия лампочки зависит от поло-
жения стакана относительно лампочки.

11. Как велик коэффициент полезного действия спиртовой
лампочки, равный -^-^ ?
170. Дополнительные упражнения
1*. Проделайте работу 163, взяв одинаковые количества
воды с температурой выше и ниже комнатной на одно и то
же число градусов.
2*. Возьмите 300 г воды, например при 15°. Подсчитайте,
какой температуры надо прилить 200 г воды, чтобы получить
воду в 30°. Проверьте на опыте.
3*. Нагревайте в жестянке один раз 500 г воды, а второй
раз столько же времени 250 г воды и погруженную в нее
свинцовую пластинку, весящую 250 г. Отметьте, на сколько
градусов нагрелась вода в том и в другом случае. Найдите
из данных работы теплоемкость свинца.
4. Налейте в два стакана по одинаковому количеству воды
и керосина и погрузите в них два тела одинакового материала
и одинаковой массы, нагретые до одной и той же температуры
(например до 100°). На сколько градусов нагрелась вода и на
сколько керосин? Сравните теплоемкость воды и керосина.
5. Определите теплоемкость калориметра специальным
опытом. Как это сделать?
6*. (Стр. 114, п. 42.) Определите коэффициент полезного дей-
ствия примуса. Теплотворная способность керосина—11000 ка-
лорий.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ
171 *. Какими способами распространяется теплота
(стр. 115, п. 44)
Приборы и материалы. Огарок свечи. Спиртовая лампочка.
Примус. Штатив с зажимом. Медная проволока. Чугунная гиря. Стакан или
колба. Закопченная колбочка 1 с манометром. Ящик. Картонный экран. Не-
сколько кристаллов марганцовокалиевой соли или кусочков химического
карандаша. Вата. Вода. Скипидар. Спички.
1. Налейте в стакан воды и зажгите свечу. Бросьте в воду
несколько кристалликов какого-нибудь красящего вещества,
например, марганцовокалиевой соли. Они упадут на дно и бу-
дут растворяться в воде. Держа стакан в руке, нагрейте над
пламенем свечи или лампы то место, где лежат кристаллики
1 Колбу надо закоптить предварительно до работы на пламени ваты,
смоченной в скипидаре, и дать ей остыть.

(рис. 340). Что вы наблюдаете? Проследите, как направляются
окрашенные струйки воды. Зарисуйте схему опыта.
2. Способ распространения теплоты, который вы пронаблю-
дали, называется конвекцией. В чем он заключается?
3. Погрузите один конец медной про-
волоки в пламя спиртовой лампочки,
а другой конец проволоки держите в руке
(рис. 341). Ведите медленно пальцем по
Рис- 340.
Рис. 341.
проволоке по направлению к пламени. Изменяется ли темпера-
тура вдоль проволоки? Изменяется ли температура одного и
того же места проволоки с течением времени? Как происходит
распространение теплоты
от одного конца проволо-
ки к другому? Имеет ли
здесь место перенос ча-
стиц самого материала,
какой вы имели в преды-
дущем опыте с водой?
4. Теплота во втором
опыте с проволокой рас-
пространяется вследствие
теплопроводности прово-
локи. В чем состоит явле-
ние теплопроводности?
5. Закрепите чугун-
ную гирю в зажиме шта-
тива, а закопченную кол-
бочку с манометром рас-
положите на ящике на
некотором расстоянии.
Между ними поместите
экран (рис. 342).
6. Поставьте греться
гирю на лампу подальше
от колбочки.
7. Если при закрытом зажиме т у колбочки уровни жид-
кости в манометре неодинаковы, уравняйте их, приоткрывая
зажим; вновь его закройте.
Рис. 342.

8. Поставьте штатив с раскаленной гирей на прежнее место
за экраном. Остается ли жидкость на одном уровне в обоих
коленях манометра?
9. Отставьте экран. Что произошло? Почему жидкость пере-
двинулась в манометре? Снова заслоните колбочку экраном.
Прекратилось ли передвижение жидкости в манометре? Опять
отодвиньте экран. Только ли колбочка нагревается или и воз-
дух между гирей и колбочкой? Вызвано ли нагревание кол-
бочки здесь конвекционными токами в воздухе, как в опыте 1
(п. 1, 2) вследствие передачи тепла от одного воздушного
слоя к следующему (теплопроводность), как это имело место
в опыте 2 (п. 3, 4), или иным путем?
10. Здесь вы имеете третий путь для передачи тепла —
лучеиспускание. Гиря испускает темные, невидимые для глаза
лучи, которые, падая на закопченную колбу, вызывают ее на-
гревание и поднятие жидкости в манометре. Поверхность
колбы покрывается сажей, так как последняя обладает боль-
шой поглощательной способностью для лучей, испускаемых
раскаленным телом.
11. Приведите ряд примеров, где теплота распространяется
благодаря теплопроводности, вследствие конвекционных токов
и путем лучеиспускания.
172*. Различная проводимость тел (стр. 115, п. 45)
Приборы и материалы. Стеклянная трубка. Спиртовая лампочка.
Металлический цилиндр или банка. Деревянный цилиндр. Лист бумаги. Две
проволоки — медная и железная. Огарок свечи. Спички. Пробирка. Кусок
свинца. Вода.
1. Держа обеими руками стеклянную трубку, погрузите ее
среднюю часть в пламя спиртовой лампочки. Доведите стекло
до температуры, при которой оно размягчается (какая примерно
эта температура'^). Можете ли вы держать трубку близко от
пламени? Удержите ли вы в руках металлическую трубку или
палочку, нагреваемую посередине на том же пламени?
2. Оберните плотно листом бумаги металлический (напри-
мер медный) цилиндр или банку и внесите ее в пламя спир-
товой лампочки. Держите несколько секунд. Почему бумага
не загорается?
3. Дайте цилиндру остыть и повторите опыт, оставляя
между бумагой и цилиндром слой воздуха. Почему бумага
загорелась?
4. Повторите опыт п. 2 с деревянным цилиндром. В пламени
держите столько же секунд, как и при металлическом цилиндре.
Какая разница с тем, что наблюдалось в опытах 2 и 3-м?
5. Какие заключения можете сделать на основании преды-
дущих опытов о теплопроводности металлов, дерева, стекла,
воздуха?

6. Приведите еще примеры хороших и дурных проводни-
ков тепла. Объясните, почему, касаясь металлических пред-
метов и, например, деревянных, вы испытываете неодинаковые
ощущения?
7. Воткните в огарок свечи две проволоки — медную и же-
лезную, как указано на рис. 343.
8. Нагревайте их сведенные концы
в пламени лампочки. Которая из про-
волок раньше выпала из огарка? Ка-
кой из взятых металлов лучше прово-
дит тепло?
9. Повторите опыт, отсчитывая по
часам время, через которое выпадут
из огарка одна и другая проволоки.
Во сколько раз примерно теплопро-
водность меди больше теплопровод-
ности железа?
10. Наполните пробирку водой.
Держа пробирку за среднюю часть,
нагревайте ее сверху (рис. 344). До-
ведите воду в верхней части про-
бирки до кипения. Нагрелась ли вода
в нижней части пробирки? Хороший
ли проводник тепла вода? Почему
здесь не образуется течений, как в первом опыте предыдущей
работы (171, п. 1)?
11. Вытрите и высушите пробирку и проделайте опыт, по-
добный предыдущему, с воздухом. Засуньте конец пальца в
Рис. 343.
Рис. 344.
Рис. 345.
пробирку и нагревайте ее закрытый конец, обратив его вверх
(рис. 345). Испытывает ли палец ощущение тепла?
12. Измените постановку опыта, держа запаянный конец
пробирки внизу и нагревая его в пламени. Испытывает ли
теперь палец ощущение тепла?
13. Разъясните характер того и другого опыта. Как теплота
передавалась в первом случае? Во втором? Хорошо ли прово-
дит тепло воздух?

173. Дополнительные упражнения
1. (Стр. 115, п. 46.) Исследуйте проводимость различных
тел, пользуясь термоскопом, изображенным на рис. 346. А и В—
два манометра, наполненные подкрашенною жидкостью (на-
пример керосином). С и D — две стеклянные колбочки, соеди-
ненные резиновыми трубочками с манометрами. Под резино-
выми трубочками у а и b имеются в стеклянных трубках не-
большие отверстия, что дает возможность, сдвигая и надвигая
резиновые трубочки, приводить жидкость к одному уровню в
обоих коленах у каждого манометра.
Установите жидкость на одном уровне
в манометрах. Положите
на колбочки С и D две
деревянные . пластинки
одинаковой толщины, из
которых одна вырезана
вдоль волокон, а другая—
поперек. Поставьте одно-
временно на пластинки
жестяные кружечки с го-
рячей водой (только что
кипевшей) и наблюдайте
за манометрами. Почему
жидкость в коленах ма-
нометров А и В, соеди-
ненных с колбочками С
и D, понижается? В ко-
тором понижение нача-
лось раньше и разность
уровней оказалась боль-
ше? 'Одинаково ли хорошо проводит теплоту дерево вдоль
волокон и поперек волокон? В котором направлении дерево
проводит теплоту лучше?
2. (Стр. 115, п. 46.) Подобным же образом испытайте и
сравните теплопроводность других тел, например, различных ме-
таллов, древесных и металлических опилок, мрамора, песка,
войлока, фланели, стопки бумажных листов и т. п. После
каждого опыта ожидайте, пока прибор примет температуру
комнаты.
3. (Стр. 115, п. 46.) Для сравнения проводимости жидкостей
и газов колбочки С и D замените приборами, один из которых
изображен на рис. 347. Внутренние пробирки Е соединяются
с манометрами, а пространства между пробирками наполняются
испытуемыми жидкостями или газами. Пробирки одновре-
менно опускаются в горячую воду. Сравните проводимость
воды и керосина, воздуха и водорода, воздуха и углекислого
газа.
Рис. 346.
Рис. 347.

4. Подготовьте два ящика с крышками, входящие один в
другой (между стенками ящиков значительный слой воздуха).
Наполните бутылку горячей водой, измерьте температуру воды,
закройте пробкой и поместите бутылку во внутренний ящик.
Оба ящика закройте крышками. Измерьте температуру воды
через час, два, через сутки. Параллельный опыт проделайте,
оставив бутылку с горячей водой (закрыть пробкой) стоять в
комнате. Наполнив бутылку горячей водою, следите за изме-
нением их температуры.
5. Подобный же опыт проделайте с ле-
дяной водой и со льдом.
6. Заполните промежуток между ящи-
ками сеном, опилками, стружками и снова
произведите испытание. Сравните с резуль-
татами опытов 4 и 5.
7. Налейте в одну пробирку на 3/4
холодной воды, а в другую —горячей.
Первую опустите до половины в стакан
с горячей водой, а вторую — в стакан с хо-
Рис. 348.
Рис. 349.
Рис. 350.
лодной водой. Термометром испытайте, прогревается ли равно-
мерно вода в первой пробирке и остывает ли равномерно вода
во второй пробирке. При опускании термометра старайтесь
воду в пробирках не перемешать. Разъясните наблюдаемые
явления.
8*. (Стр. 115, п. 47.) Приготовьте из бумаги t небольшую
змейку и наденьте ее на проволоку, согнутую под прямым
углом и несколько заостренную (рис. 348). Такая змейка, если
ее держать над пламенем свечи, лампы или вдоль стенок на-
топленной печи, быстро вертится. На что указывает ее дви-
жение?
9*. (Стр. 115, п. 48.) Накройте зажженный свечной огарок
ламповым стеклом так, чтобы внизу не было щели. Почему

свеча гаснет? Повторите опыт, подкладывая под стекло два
деревянных бруска. Почему горение свечи не прекращается?
Повторите опыт, ставя стекло вплотную на стол, но перегора-
живая верхнюю его часть листком картона (рис. 349). Почему
в этом случае горение не приостанавливается? Внесите сверху
внутрь стекла по одну сторону перегородки дымящуюся лу-
чинку с кусочком ваты. Какие явления наблюдаются?
10*. (Стр. 116, п. 49.) Модель водяного отопления (рис. 350).
Нагревайте колбу А.Бросьте в сосуд В несколько кристаллов
марганцовокислого калия. Проследите, как совершается дви-
жение воды из „котла" А в „бак" В и обратно, причем нагре-
ваются „батареи" D.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ПЛАВЛЕНИЕ И ОТВЕРДЕВАНИЕ
174*. Плавление и отвердевание нафталина (стр. 116, п. 50)
Приборы и материалы. Стакан (600 сл&). Две пробирки, входя-
щие одна в другую. Термометр. Штатив с кольцом и зажимом. Спиртовая
лампочка. Нафталин. Горячая вода. Спички. Миллиметровая бумага.
Рис. 351.
1. Налейте в стакан А (рис. 351) горя-
чей воды (температура 100° или близкой
к ней), поставьте на кольцо штатива (под-
ложите сетку) и доведите воду до кипения.
2. Положите в меньшую пробирку С
небольшое количество нафталина, вставьте
ее в более широкую В и закрепите по-
следнюю в зажиме штатива над стаканом
с водой. Опустите термометр в пробирку С
и отсчитайте температуру нафталина.
3. Когда вода закипит, опустите про-
бирку В в стакан А с кипящей водой,
быстро установив зажим на соответствую-
щей высоте (рис. 336).
4. Отсчитывайте температуру через
каждые полминуты и вместе с тем вни-
мательно следите за состоянием вещества,
отмечая все наблюдаемые вами изменения.
Перед отсчетами осторожно помешивайте
нафталин термометром. Показания термо-
метра и все наблюдаемые явления зано-
сите в таблицу. Отсчеты производите, пока
температура нафталина не достигнет примерно 90°.
5. Выньте пробирку В из стакана с кипящей водой. Послед-
ний отставьте в сторону. Вновь отмечайте, постоянно помеши-
вая нафталин термометром, его температуру через каждые
t

полминуты. Отсчет производите, пока температура не упадет
до 40—50°. Результаты наблюдений заносите в таблицу.
6. Сделайте выводы, ответив на следующие вопросы.
а) Оставалась ли температура неизменной во время плав-
ления и отвердевания нафталина?
б) Как менялась температура через каждые полминуты при
нагревании и охлаждении нафталина вначале, перед плавлением
и отвердеванием, после плавления и отвердевания и в конце
каждого опыта?
в) Какова температура плавления нафталина? Одинаковы
ли температура плавления и температура отвердевания?
г) Какова температура отвердевания нафталина?
7. Представьте явление графически, откладывая на оси
абсцисс время (полминуты == 5 мм), а на оси ординат темпера-
туры (Г = 2 мм),
8. Какие части кривой соответствуют моментам плавления
и отвердевания?
175*. Определение температуры плавления и отвердевания
легкоплавких веществ (стр. 117, п. 51)
Приборы и материалы. Стакан. Термометр. Стеклянные тру-
бочки (В на рис. 352) с оттянутым и запаянным концом. Два резиновых
колечка для прикрепления трубки В к тер-
мометру. Штатив с кольцом и зажимом.
Сетка. Спиртовая лампочка. Палочка для
размешивания воды. Вода. Стеарин, воск,
парафин, коровье масло, жир. Спички.
1. Введите в трубочку В (рис. 352)
небольшой кусочек (с горошину)
одного из исследуемых веществ,
расплавьте его, осторожно нагревая
над пламенем спиртовой лампочки,
и, встряхивая трубку, дайте со-
браться полученной жидкости в
оттянутом конце трубки.
2. Прикрепите трубочку В дву-
мя резиновыми колечками к термо-
метру так, чтобы оттянутая часть
трубки с испытуемым веществом
приходилась против резервуара тер-
мометра.
3. Налейте в стакан воды и уста-
новите все приборы, как показано
на рис. 352. Резервуар термометра
должен приходиться приблизитель-
но посередине пространства, занятого водой.
4. Зажгите лампочку (пламя должно быть небольшое).
Медленно нагревая воду и постоянно помешивая ее палочкой,
Рис. 352.

следите за температурой. В тот момент, когда вещество
только что начнет плавиться (делаться прозрачным), отсчитайте
температуру. Запишите ее.
5. Когда температура поднимется на несколько градусов
выше той, при которой все вещество расплавилось, отставьте
лампочку и, следя за температурой и помешивая воду, отметьте
температуру, при которой вещество только что начнет отвер-
девать (мутнеть).
6. Повторите опыт несколько раз (3—6), стараясь более
точно установить моменты плавления и отвердевания. Воду
тщательно размешивайте, когда температура ее близка к тем-
пературе плавления и отвердевания исследуемого вещества.
Лампочку на время отставляйте, если температура воды под-
нимается быстро. Температуру отсчитывайте, стараясь оценить
десятые доли градуса.
7. Из всех полученных результатов возьмите среднее.
8. Определите подобным же образом температуры плавле-
ния и отвердевания других имеющихся веществ.
176. Определение температуры плавления и отвердевания
металлов (стр. 117, п. 52)
Приборы и материалы. Железный тигелек. Штатив с кольцом
и зажимом. Тигельные щипцы. Спиртовая лампочка. Термометр для высоких
температур (до 360°). Олово и свинец. Спички.
Миллиметровая бумага.
1. Положите в железный тигелек ку-
сок олова (в количестве примерно поло-
вины вместимости тигелька), установите
его в кольце штатива и подставьте под
кольцо зажженную спиртовую лампочку
(рис. 353).
) 2. Когда олово начнет плавиться, опу-
стите в него термометр, укрепленный
предварительно в зажиме штатива, и
определите приблизительно температуру
плавления олова. Как велика она?
3. Нагревайте олово после его рас-
плавления еще некоторое время, пока
температура не будет градусов на 20—
30 выше температуры плавления. Тогда
отставьте лампочку. При нагревании
следует внимательно следить за подня-
тием ртути в термометре; последний мо-
жет лопнуть, если при нагревании выйти
из пределов шкалы. В случае слишком
быстрого повышения ртути термометр следует на время
вынуть, а лампочку отставить.
Рис. 353.

4. Отставьте лампочку и следите за падением температуры,
отмечая показания термометра каждые 1/4 минуты. Наблюдайте
также внимательнее за состоянием вещества. При какой тем-
пературе происходит отвердевание олова?
5. После отвердевания металла наблюдение продолжайте
еще в течение нескольких минут.
6. Проделайте опыты 1—5 со свинцом. Какова его темпе-
ратура плавления и отвердевания?
7. Изобразите графически результаты измерений при про-
цессе отвердевания, нанося обе кривые на одном листе
(-£ мин. = 5 мм, Г = 1 мм\.
8. Справьтесь по таблицам в учебниках или спросите
у руководителя, каковы действительные температуры плавле-
ния и отвердевания олова и свинца. Выше или ниже действи-
тельных полученные температуры отвердевания? Почему?
177. Определение температуры плавления и отвердевания
сплавов из олова и свинца (стр. 117, п. 52).
Приборы и материалы. Железный тигелек Штатив с кольцом
и зажимом. Тигельные щипцы. Железная палочка для размешивания. Спир-
товая лампочка. Термометр для высоких температур. Весы. Штатив для
весов. Разновес. Пинцет. Олово. Свинец. Спички. Миллиметровая бумага.
1. Отвесьте 100 г свинца и 100 г олова.,
2. Расплавьте свинец в железном тигельке и, не отставляя
лампочки, прибавьте к расплавленному свинцу равное коли-
чество олова. Перемешайте железной палочкой. Отставьте
лампочку и дайте сплаву застыть.
3. Следуя указаниям предыдущего параграфа, определите
сначала приблизительно температуру плавления, а затем более
точно — температуру отвердевания сплава из олова и свинца,
взятых в равных количествах (так называемый „половинник").
4. Приготовьте сплав из двух частей олова и 1 части свинца
(так называемый „третник"), взяв 50 г свинца и 100 г олова.
б. Определите температуры плавления и отвердевания
„третника".
6. Вычертите кривые, выражающие процессы отвердевания
того и другого сплава 1/4 мин. = 5 мм, 1° = 1 мм).
178. Переохлаждение серноватистокислого натрия
(стр. 118, п. 53)
Приборы и материалы. Стакан. Пробирка. Штатив с зажимом.
Термометр. Серноватистокислый натрий. Горячая вода. Миллиметровая
бумага.
1. Укрепите пробирку с небольшим количеством гипосуль-
фита в зажиме штатива.

2. Приготовьте в стакане горячую воду (температура не
ниже 70—80°).
3. В воду погрузите пробирку с гипосульфитом, а в по-
следний опустите термометр. Следите за состоянием вещества
и, когда гипосульфит начнет плавиться, найдите его темпера-
туру. Какова приблизительно температура плавления гипо-
сульфита? Доведите температуру жидкого вещества градусов
до 70.
4. Выньте пробирку из горячей воды, оставив ее в штативе.
Не.толкая прибора и не передвигая термометра, следите за
охлаждением жидкого гипосульфита, записывая температуру
каждые полминуты.
5. Отвердевает ли гипосульфит при той температуре, при
которой он плавился, и даже при значительно более низкой?
6. Когда температура гипосульфита понизится до 25—30°,
опустите в пробирку небольшой кристаллик гипосульфита. Что
происходит с веществом? Какую температуру показывает при
этом термометр? Пощупайте пробирку рукой. Запись темпе-
ратуры продолжайте еще в течение некоторого времени, пока
она не упадет градусов до 40.
7. Изобразите графически процесс изменения температуры
мин. = 5 мм, 1° = 2 мм).
179*. Изменение объема и удельного веса при плавлении
и отвердевании
Приборы и материалы. Две узенькие пробирки. Мензурка. Тон-
кая проволока. Тонкостенная аптечная склянка. Стакан (чайный). Нитки.
Парафин. Поваренная соль. Лед. Вода.
1. В пробирке расплавьте парафин и от-
метьте уровень жидкого парафина нитяным
кольцом.
2. Дайте парафину застыть. Какой имеет
вид поверхность отвердевшего парафина? Как
изменяется объем при отвердевании парафина?
3. Снова расплавьте парафин в пробирке.
Погрузите в него кусок твердого парафина.
Тонет ли он в расплавленном парафине или
плавает? Как изменяется удельный вес парафина
при плавлении?
4. Налейте в узенькую пробирку холодной
воды так, чтобы высота водяного столба была
равна 10 см.
5. Погрузите пробирку с водой в смесь льда
с солью.
6. Какую длину имеет столб льда, образовавшегося при за-
мерзании воды? Во сколько раз объем льда больше объема
воды, в которой он образовался?
Рис. ,154.

7. Сравните объем льда и воды, имеющих одинаковый вес,
как указано в раб. (п. 5). Определите удельный вес льда.
8. Наполните скляночку водой доверху, закройте пробкой
и, нажав на пробку, вставьте в проволочные петли гвоздь
(рис. 354). Погрузите склянку (целиком) в стакан со смесью
льда с солью. Минут через 10 склянку выньте. Что произошло?
180*. Какое количество теплоты требуется для расплавления
1 г льда (стр. 118, п. 54)
Приборы и материалы. Спиртовая лампочка. Треножник. Сетка.
Термометр. Штатив для термометра. Палочка для размешивания. Мензурка.
Жестянка. Вода. Лед. Спички.
1. Зажгите лампочку. Пронаблюдайте, хорошо ли она го-
рит, чтобы в дальнейшем уже ее не приходилось поправлять.
Пламя должно оставаться одинаковым в продолжение всей
работы.
2. Налейте в жестянку 100—200 г воды и нагревайте ее в
продолжение 2—3 минут. Отметьте первоначальную и оконча-
тельную температуры воды (тщательно перемешайте воду).
Определите количество тепла, доставляемое лампочкой в тече-
ние 1 минуты.
3. Положите в жестянку (предварительно охладите) не-
сколько кусков льда, обсушив их фильтровальной бумагой. По-
ставьте стакан на треножник с сеткой.
4. Отметив по часам время, подставьте под стакан горящую
спиртовую лампочку.
5. Нагревайте стакан со льдом до тех пор, пока весь лед
не расплавится. Отставьте лампочку, заметьте по часам время
и, помешивая образовавшуюся от таяния льда воду, измерьте
«ее температуру.
6. Измерьте мензуркой объем образовавшейся воды и най-
дите таким образом вес растаявшего льда.
7. Сколько калорий тепла выделила спиртовая лампочка в
продолжение всего опыта? Выделившееся тепло пошло: 1) на
плавление льда и 2) на нагревание воды, полученной от тая-
ния льда.
8. Сколько тепла пошло на нагревание воды? Сколько
тепла требуется на расплавление 1 г льда (теплота плавления
льда) ?
9. Почему полученный окончательный результат будет
меньше истинного?
181. Определение удельной теплоты плавления льда по
методу смешения (стр. 118, п. 54)
Приборы и материалы. Стакан (400 см3) или калориметр. Ме-
шалка. Термометр с делениями на 0,1°. Штатив для термометра. Весы.
Штатив для весов. Разновес. Пинцет. Стеклянная трубочка (пипетка). Филь-
тровальная бумага. Вода. Горячая вода. Чистый лед в мелких кусках. Со-
суд для льда.

1. Взвесьте стакан или внутренний сосуд калориметра
вместе с термометром и мешалкой.
2. Отвесьте в нем 150—200 г теплой воды, температура
которой градусов на 10—15 выше комнатной. Последнюю за-
пишите.
3. Установите термометр в штативе, не вынимая его из
воды, и, перемешав воду, возможно точнее определите ее
температуру. Запишите ее.
4. Не медля опустите в воду один из имеющихся кусочков
льда, быстро осушив его фильтровальной бумагой. За первым
кусочком опустите второй, третий и т. д., пока температура
не будет ниже комнатной примерно на столько же градусов,
на сколько она раньше была выше. Тогда, перемешивая воду,
следите за ее падением и отсчитайте возможно точнее ту наи-
меньшую температуру, за которой следует уже ее повышение.
Запишите ее.
5. Вновь поставьте стакан с термометром и мешалкой на
весы и определите, сколько льда было опущено в калориметр.
6. Впишите все найденные результаты в таблицу.
Вес
Температура
На сколько граду-
сов понизилась
температура воды
и калориметра
t — 0
калори-
метра
Щ
воды в кало-
риметре
М
растаяв-
шего льда
т
первона-
чальная
t
оконча-
тельная
0
7. Какое количество теплоты (Q) потеряла вода (М берите
только в целых граммах)?
8. Какую температуру имел лед, опущенный в воду? Ка-
кую температуру имела вода, полученная от таяния льда? На
сколько градусов она нагрелась? Значит, на какие два про-
цесса пошло тепло Q? (Q=Qi + Q2)-
Какое количество тепла (Q2) пошло на нагревание воды,
полученной от таяния льда?
9. Какое количество тепла пошло на плавление т граммов
льда?
10. Чему равна удельная теплота плавления льда (/), ука-
зывающая, сколько тепла необходимо для превращения 1 г
льда при температуре 0° в воду температуры 0°?
11. Составьте буквенную формулу для величины /.
12. Найдите /, введя поправку на калориметр.
13. Объясните, зачем бралась температура воды в кало-
риметре сначала на несколько градусов выше комнатной, а за-
тем на столько же ниже?

14. Зная абсолютные и относительные погрешности всех
измеряемых в данной работе величин, найдите относительную
и абсолютную погрешности результата. Сколькими цифрами
следует ограничиться в нем? Какие из измеряемых величин
оказывают наибольшее влияние на результат и поэтому дол-
жны быть наиболее тщательно измеряемы?
182. Понижение температуры при растворении.
Охладительные смеси
Приборы и материалы. Стакан (чайный). Пробирка. Мензурка.
Термометр. Весы. Штатив для весов. Пинцет. Жестянка с дробью. Палочка
для размешивания. Поваренная соль. Нашатырь. Азотноаммиачная соль.
Лед. Вода.
1. Налейте в стакан 50 еж3 воды и измерьте ее температуру.
2. Отвесьте 15 г мелко истолченного нашатыря.
3. Всыпьте нашатырь в стакан с водой. Размешайте воду
палочкой и измерьте окончательную температуру.
4. На сколько градусов понизилась температура воды вслед-
ствие растворения соли? Чем объясняется понижение темпе-
ратуры?
5. Повторите опыт, растворяя в 50 см6 воды 50 г азотно-
кислого аммония. На сколько градусов удалось понизить тем-
пературу воды?
6. Отвесьте 30 г поваренной соли и 90 г мелко истолчен-
ного льда. Смешайте хорошенько в стакане и определите тем-
пературу этой охладительной смеси. Чем объясняется низкая
температура смеси льда с солью?
7. Налейте в пробирку воды и растворите в ней некоторое
количество поваренной соли. Опустите в раствор термометр,
а пробирку — в смесь льда с солью. При какой температуре
замерз раствор поваренной соли?
183. Дополнительные упражнения.
1. Следуя указаниям раб. 176, определите температуры
плавления и отвердевания висмута и кадмия.
2. Следуя указаниям раб. 176, определите температуры
плавления и отвердевания сплава из 4 металлов: свинца (8 ча-
стей), олова (4 части), висмута (15 частей) и кадмия (3 части).
Достаточно иметь 15 г сплава.
3. Определите температуры плавления и отвердевания ука-
занного в предыдущем пункте сплава по способу, описанному
в раб. 175. Сплав поместите в пробирку и туда же опустите
термометр. Пробирку закрепите в зажиме штатива и погрузите
в стакан с водой, которую нагревайте на малом пламени спир-
товой лампочки.

4. Определите температуры плавления легкоплавких ве-
ществ (раб. 175) следующим образом. На острие иголки наса-
дите небольшой кусочек испытуемого вещества (воска, ма-
сла и т. д.), иголку воткните в пробирку и опустите ее в
стакан с водой. В последний погрузите термометр (резервуар
термометра установите на уровне острия иголки). Медленно
нагревайте воду. В момент плавления твердый комочек веще-
ства соскользнет с острия иголки. В этот момент запишите
температуру воды.
5. Определите температуру плавления цинка (олова, свинца)
калориметрическим путем (раб. 168). Для этого положите ку-
сок металла (весом граммов в 20) в железный тигель и на-
гревайте. Когда некоторое количество металла расплавится
у стенок тигелька, быстро перенесите металл в заранее под-
готовленный калориметр с водой.
- 6. Проделайте работу, подобную раб.. 181, вводя в калори-
метр с водой (тот же вес) вместо льда равное ему количество
воды при 0°. На сколько градусов понизилась температура
воды? На столько ли, как и в раб. 181? Какое количество тепла
потеряли вода и калориметр? Столько ли тепла, как и в
раб. 181?
7. Определите теплоемкость железа по методу ледяного
калориметра. Для этого подготовьте кусок льда и сделайте в
нем выемку, в которую входил бы испытуемый кусок железа.
Пригоните к этому куску льда ледяную крышечку. Кусок же-
леза, предварительно взвешенный, нагрейте в парах воды.
Осушите внутренную поверхность выемки фильтровальной
бумагой, опустите в выемку нагретый кусок железа и закройте
ледяной крышкой. Через некоторое время выньте кусок же-
леза и соберите воду, скопившуюся в выемке, предварительно
взвешенной губкой или фильтровальной бумагой. Последнюю
вновь взвесьте, чтобы определить вес растаявшего льда. Про-
изведите расчеты для определения теплоемкости железа.
8. Пронаблюдайте переохлаждение воды. С этой целью
подготовьте пробирку, в которую вставлен термометр. Про-
бирку и резервуар термометра промойте теплой серной кисло-
той (соблюдайте большую осторожность в обращении с серной
кислотой) и прополощите чистой дестиллированной водой. На-
полните наполовину пробирку чистой дестиллированной про-
кипяченной водой, закройте пробкой с термометром и опустите
в стакан со смесью толченого льда и соли. Если в воде
образуются льдинки, выньте пробирку из смеси и взбалтывайте
ее некоторое время, пока лед не растает. Снова охлаждайте.
Повторите эту операцию взбалтывания и охлаждения несколько
раз. Далее уже оберегайте пробирку от толчков и пронаблю-
дайте переохлаждение воды на несколько градусов. Встряхните
пробирку. Что происходит?

9. Определите теплоту растворения нашатыря (число кало-
рий, необходимое для растворения 1 г соли) методом смеше-
ния (раб. 181). Соли растворяйте немного (в 100 смъ 10—15 г),
так как только при этих условиях теплоемкость раствора можно
принимать равной теплоемкости воды, т. е. 1.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
ПАРООБРАЗОВАНИЕ
184*. Кипение воды
Приборы и материалы. Колба (250 смц). Термометр. Штатив
с кольцом и зажимом. Сетка. Спиртовая лампочка. Блюдечко. Деревянные
опилки. Миллиметровая бумага. Пробка на проволоке. Песок. Вода. Спички.
1. Наполните колбу наполовину водой и поставьте ее на
кольцо штатива, подложив сетку. В зажиме штатива закрепите
термометр, опустив его резервуар в воду, налитую в колбу.
2. Подставив зажженную спиртовую лампочку под сетку, на-
гревайте воду. Следите внимательно за температурой, записы-
вая ее каждые полминуты, и за всеми явлениями, какие вам
удастся подметить до начала кипения воды и во время ки-
пения.
3. Почему внешняя поверхность колбы в первый же мо-
мент покрывается росой? Почему последняя исчезает по мере
Нагревания колбы? Какую роль играет сетка, подложенная
под колбу?
4. Как происходит нагревание воды в колбе? Почему воз-
никают течения в воде и как они направляются? Как их сде-
лать видимыми (раб. 171)?
5. В воде образуются пузырьки. Что это за пузырьки и от-
куда они берутся?
6. В дальнейшем образуются непрерывные струи пузырьков.
Проследите, в каких местах преимущественно образуются эти
пузырьки. Что это за пузырьки? Почему они не достигают
поверхности? Почему возникает особый характерный звук?
Какова при этом температура воды?
7. Опишите наступающее кипение воды. Каков вид пара
внутри колбы, и что наблюдается за ее горлышком? Держите
над струей пара блюдечко. Чем покрывается его поверхность?
Подогрейте выходящий из колбы пар на пламени лампочки.
Что замечаете? Какую температуру показывает при этом тер-
мометр? Отмечайте во время кипения температуру еще не-
сколько минут. Остается ли она постоянной?
8. Почему по прошествии нескольких минут кипения иногда
наступает повышение температуры и неровное кипение (со

взрывами)? Какое действие в таком случае производит опущен-
ная в воду на проволоке пробка или песок?
9. Постройте график, изображающий процесс нагревания и
кипения воды ^-мин. = 5 мм, 10 = 1 мм).
185. Перегревание воды (стр. 120, п. 55)
Приборы и материалы. Колба (100 см3). Термометр. Штатив
с кольцом и зажимом. Сетка. Спиртовая лампочка. Стеклянная трубка с кол-
пачком (рис. 355). Маленький стаканчик. Пробка на проволоке.
Песок. Дестиллированная вода. Серная кислота. Спички.
1. Промойте колбочку серной кислотой (осто-
рожно обращайтесь), слейте кислоту в стакан, а
колбочку прополощите раза два дестиллированной
водой. То же сделайте и с нижней половиной термо-
метра. После этого не трогайте обмытой части ру-
ками.
2. Наполните колбочку до двух третей дестил-
лированной водой и поставьте ее на кольцо шта-
тива, подложив сетку. В зажиме штатива укрепите
термометр, опустив резервуар последнего в воду.
3. Нагрейте воду и следите за всеми происходя-
щими явлениями. Какая разница с тем, что вы на-
блюдали в предыдущем опыте? При какой темпера-
туре наступает кипение?
4. Заставьте воду кипеть в течение нескольких
минут. Прекратив затем на короткое время кипение,
снова подставьте лампочку. Когда достигнуто пере-
гревание на несколько градусов, потушите огонь и
восстановите кипение, вводя небольшой колпачок с
воздухом — тонкую стеклянную трубку, запаянную
близ одного конца (рис. 355), опуская пробку или
бросая песок. К какой температуре возвращается вода?
186. Определение температуры кипения раствора
поваренной соли
Приборы и материалы. Колба (250 см3). Мензурка. Термометр.
Штатив с кольцом и зажимом. Сетка. Спиртовая лампочка. Весы. Штатив
для весов. Разновес. Пинцет. Роговая ложечка. Поваренная соль. Вода.
Спички.
1. Отвесьте 5 порций поваренной соли по 6 г, высыпая пор-
цию на особый листочек бумаги.
2. Пользуясь мензуркой, влейте в колбу 100 смъ воды,
всыпьте одну порцию соли и взболтайте раствор.
3. Поставьте колбу на кольцо штатива (подложите сетку)
и закрепите термометр в зажиме штатива так, чтобы его ре-
зервуар был в жидкости.
Рис. 355.

4. Доведите раствор до кипения. Какова температура ки-
пения раствора? Наблюдайте недолго, чтобы не выкипела вода.
5. Прибавьте вторую порцию соли, взболтайте раствор и,
когда соль растворится, определите температуру кипения рас-
твора. До растворения соли лампочку отставляйте в сторону.
6. Прибавьте последовательно остальные три порции соли
и по растворении каждой определите температуру кипения
раствора.
7. Как меняется температура кипения раствора при увели-
чении концентрации раствора?
8. Укрепите термометр так, чтобы резервуар его был не
в растворе, а в парах. Какую температуру показывает термо-
метр?
187*. Определение температуры кипения спирта
Приборы и материалы. Стакан. Пробирка (в ней пробка с двумя
отверстиями). Термометр. Штатив с кольцом и зажимом. Сетка. Спиртовая
лампочка. Денатурированный спирт. Вода. Спички.
1. Наполните пробирку наполовину
денатурированным спиртом, вставьте в
нее термометр и установите ее в ста-
кане с водой (рис. 356).
2. Нагрейте воду и следите за тем-
пературой спирта, отмечая ее каждые
полминуты.
3. При какой температуре кипит спирт?
188. Кипение воды под различными
давлениями (стр. 120, п. 56)
Приборы и материалы. Круглодонная
колба (500 смл) с резиновой пробкой (рис. 357).
Термометр. Открытый ртутный манометр. Шта-
тив с кольцом и зажимом. Сетка. Спиртовая
лампочка. 2 резиновых трубки. Барометр. Зажим.
Миллиметровая бумага. Вода. Спички.
1. Наполните колбу В наполовину
водой. Соберите прибор, как указано на
рис. 357. Прибор должен хорошо „дер-
жать", воздух не должен нигде про-
ходить.
2. Откройте зажим т и нагревайте воду до кипения.
3. Пока вода нагревается, произведите по барометру отсчет
атмосферного давления и определите по его показаниям тем-
пературу кипения воды (табл. 1).
4. Когда вода закипит, измерьте температуру по термо-
метру. Совпадает ли она с найденной в п. 3?
Рис. 356.

5. Закройте зажим т, не прекращая нагревания. Продол-
жается ли кипение при прежней температуре? Что показывает
термометр? Что показывает манометр? Увеличивать давление
в колбе более чем на 100—150 мм нельзя. Произведите не-
сколько отсчетов температур кипения воды и соответствующих
им отсчетов по манометру.
6. Отставьте лампочку, но зажим т не открывайте. Почему
уменьшается давление в колбе? Охлаждайте последнюю, на-
Рис. 357.
кладывая на нее тряпку, смоченную холодной водой. Кипит
ли вода при уменьшенных давлениях? Каковы температуры
кипения? Произведите ряд отсчетов температур кипения воды
и соответствующих им отсчетов по манометру.
7. Составьте таблицу на основании всех произведенных на-
блюдений:
Давление
Температура кипения

8. Представьте графически зависимость между температу-
рой кипения воды и давлением на нее, откладывая на оси абсцисс
давления П мин. = 1 мм), а на оси ординат—температуры
(1° = 5 мм).
9. Какое изменение в давлении соответствует изменению
температуры кипения в 1° при температурах, близких к 100°?
10. Сравните данные опыта с табличными данными. 1
189*. Какое количество теплоты требуется для превращения
1 г воды в пар (стр. 120, п. 57)
Приборы и материалы. Колба (250 смп). Термометр. Штатив
с кольцом и зажимом. Спиртовая лампочка. Сетка. Весы. Разновес. Жестянка
с дробью. Вода. Спички.
1. Отвесьте в колбе 100 г воды. Поставьте ее на кольцо
с сеткой и укрепите в штативе термометр, погрузив его ре-
зервуар в воду.
2. Зажгите лампочку. Пронаблюдайте, хорошо ли она горит,
чтобы в дальнейшем ее уже не приходилось поправлять. Пламя
должно оставаться одинаковым в продолжение всей работы.
Проверьте также, чтобы кольцо штатива приходилось на под-
ходящей высоте над лампочкой.
3. Измерьте температуру воды.
4. Отметив время по часам, подставьте горящую лампочку
под колбу. Определите, сколько минут пошло на нагревание
воды до температуры кипения. (Какова температура кипения
воды?) Какое количество тепла пошло на нагревание воды до
температуры кипения?
5. Продолжайте нагревание еще столько же минут. Поту-
шите лампочку и дайте колбе остыть.
6. Взвесьте колбу с водой и определите, сколько воды вы-
кипело.
7. Какое количество тепла пошло на образование водяных
паров?
8. Какое количество тепла потребуется для превращения
1 г воды при температуре кипения в 1 г пара при той же
температуре (теплота кипения воды)?
9. Почему полученный результат не является точным?
190. Определение удельной теплоты кипения воды
по методу смешения (стр. 120, п. 57)
Приборы и материалы. Стакан или калориметр. Мешалка. Термо-
метр с делениями на 0,1. Штатив для термометра. Маленький стаканчик.
Весы. Разновес. Стеклянная трубочка (пипетка). Спиртовая лампочка. Шта-
тив с зажимом. Металлический кипятильник. Резиновая трубка. Пробирка
с двумя трубками (В на рис. 358). Картонный экран. Фильтровальная бу-
мага. Вода. Спички.
1 См. табл. 1 и 2 в конце книги.

1. Наполните кипятильник А наполовину водой, установите
его в зажиме штатива и соедините резиновой трубкой с про-
биркой В („паросушителем") (рис. 358). Конец трубки а опу-
стите в маленький стаканчик. Зажгите лампочку под кипятиль-
ником и нагрейте воду до кипения.
2. Взвесьте стакан (или внутренний сосуд калориметра)
вместе с термометром и мешалкой (поточнее).
3. Отвесьте в нем 200 г воды комнатной температуры или,
еще лучше, на 5—8° ниже комнатной.
Рис. 358.
4. Опустите в стакан с водой термометр, укрепив его в за-
жиме штатива. Стакан с термометром отгородите от кипятиль-
ника картонным экраном D.
5. Если из отверстия а выходит сильная струя сухого и
прозрачного пара, опустите кончик а паросушителя В в воду
стакана С.
6. Перемешивая воду, следите за ее температурой. Когда
последняя повысится градусов на 10—15, выньте конец а па-
росушителя из воды и потушите лампочку. Перемешивая
воду, отсчитайте наивысшую ее температуру, за которой сле-
дует уже понижение.
7. Взвесьте еще раз стакан С и определите вес перешед-
шего в него пара.
8. Отсчитайте по барометру атмосферное давление и опре-
делите температуру кипения воды, соответствующую этому

(табл. 1). Эту температуру при расчете достаточно брать
с точностью до 0,5.
9. Все найденные результаты занесите в таблицу:
Вес
Температура
На сколько
градусов
калори-
метра
/и,
воды
в кало-
риметре
М
пара, пе-
решед-
шего
в кало-
риметр
т
первона-
чальная
воды
h
оконча-
тельная
воды
6
пара
h
нагре-
лась
вода
в кало-
риметре
0 — ^
охлади-
лась
вода,
получен-
ная из
пара
t2 — 9
10. Какое количество тепла (Q) приобрела вода (М брать
только в целых граммах)?
11. Какую температуру имел пар, пропускаемый в воду?
Какую температуру имела вода, получавшаяся от сгущения
пара? До какой температуры охладилась эта вода? На сколько
градусов она охладилась? Какое количество тепла (Q) выде-
лила вода, полученная из пара, при своем охлаждении? Откуда
взялась теплота Q — Qi = Q2?
12. Какое количество теплоты выделилось при переходе
т2 пара в воду той же температуры? Какое количество теп-
лоты необходимо, чтобы т2 воды при температуре кипения
превратилось в пар той же температуры?
13. Чему равна удельная теплота кипения воды (Z,), указы-
вающая, сколько тепла необходимо для превращения 1 г воды
при температуре кипения в пар при той же температуре?
14. Найдите L, введя еще поправку на калориметр.
15. Составьте буквенную формулу для величины L.
16. Зная абсолютные и относительные погрешности всех
измеренных в данной работе величин, найдите относительную
и абсолютную погрешности результата. Сколькими цифрами
следует ограничиться в нем? Какие же измерения величин
оказывают наибольшее влияние на результат и поэтому должны
более тщательно измеряться?
191. Испарение
Приборы и материалы. Три стеклянные пластинки. Пробирка.
Каучуковый баллон. Фильтровальная бумага. Денатурированный спирт. Эфир
(или бензин). Вода. Три стеклянные трубочки (пипетки).
1. Вырежьте три узенькие полоски фильтровальной бумаги
одинаковой величины.

2. Смочите одну водой, вторую — спиртом и третью — эфи-
ром (или бензином) и положите их рядом на чистую стеклян-
ную пластинку.
3. Проследите по часам, через сколько времени каждая из
взятых бумажек высохнет.
4. Которая жидкость испаряется быстрее, которая медлен-
нее других? Каковы температуры кипения взятых жидкостей?
5. Смочите две одинаковой величины полоски фильтроваль-
ной бумаги спиртом и положите их на две стеклянные пла-
стинки. Одну из пластинок оставьте на своем рабочем столе,
а другую расположите в теплом месте (у печки, у радиатора,
на солнце). Проследите по часам, через сколько времени вы-
сохнет каждая из бумажек, смоченных спиртом. Какое влия-
ние оказывает на быстроту испарения жидкости температура
окружающей среды?
6. Смочите две одинаковой величины полоски фильтроваль-
ной бумаги спиртом. Одну положите на стеклянную пластинку,
а другую опустите в сухую пробирку. Проследите по часам,
через сколько времени высохнет первая и вторая бумажки?
7. Смочите две одинаковой величины полоски фильтроваль-
ной бумаги спиртом и положите их на две стеклянные пла-
стинки. Одну пластинку отставьте в сторону, а около другой (у са-
мой бумажки) продувайте воздух каучуковым баллоном. Просле-
дите по часам, через сколько времени высохнут вторая и пер-
вая бумажки.
8. Сделайте выводы из опытов п. 6 и 7. Почему на откры-
том воздухе жидкость испаряется быстрее, чем в замкнутом
пространстве? Почему движение воздуха, вызываемое балло-
ном, ускоряет испарение? Почему на ветру предметы высы-
хают быстрее?
192. Теплота испарения
Приборы и материалы. Термометр. Три полоски кисеи. Вата.
Нитки. Маленький стаканчик. Пробирка с пробкой. Штатив с зажимом.
Двойной резиновый баллон. Вода. Эфир. Денатурированный спирт.
1. Налейте несколько капель эфира (бензина) на руку. Ка-
кое ощущение испытываете? Почему?
2. Измерьте температуру окружающего воздуха.
3. Обвяжите резервуар термометра кисеей? Термометр
укрепите в зажиме штатива, а кончик кисеи (но не резервуар
термометра) опустите в стаканчик с водой комнатной темпе-
ратуры. Произведите отсчет по термометру через 5 минут.
Почему температура понизилась? Запишите, на сколько гра-
дусов она понизилась.
4. Опустите в стаканчик с водой не только кончик кисеи,
но и резервуар термометра. Остается ли температура преж-
ней? Какую температуру показывает термометр?

5. Наполните пробирку наполовину водой и закройте ее
пробкой, сквозь отверстие которой пропущен термометр с ки-
сеей. Кончик кисеи опустите в воду. Произведите через 5 ми-
нут отсчет температуры. Получается ли такое понижение тем-
пературы, как и в опыте п. 3? Почему?
6. Опыт п. 3 повторите со спиртом и эфиром, каждый раз
сменяя кисею. Сравните полученные результаты с результа-
том п. 3.
7. Окружите резервуар термометра ватой, обвяжите ее нит-
кой. Смочите вату обильно эфиром. Продувайте воздух у ре-
зервуара термометра или двигайте термометром. Какое наиболь-
шее понижение температуры удается таким путем вызвать?
Почему вата покрывается инеем?
193. Определение давления водяных паров при различных
температурах (стр. 121, п. 58)
Приборы и материалы. Прибор, изображенный на рис. 359. Ба-
рометр. Термометр. К нему шнурок с крючком. Стакан. Чашка. Угольник
или линеечка. Холодная вода. Горячая вода. Снег или лед.
1. Ознакомьтесь с прибором (рис. 359). Он
служит для выяснения, как меняется давление
водяных паров, насыщающих пространство, с
изменением температуры пространства. Водя-
ные пары (и вода) находятся в трубке А над
ртутью.
2. Измерьте по барометру величину атмо-
сферного давления (Н мм).
3. Налейте в широкую трубку С, окружаю-
щую трубку А с водяными парами, воды ком-
натной температуры. Уровень воды должен
быть выше закрытого конца трубки. Воду хо-
рошенько перемешайте мешалкой и, опустив
термометр (последний может быть подвешен
к шнурку с крючком, рис. 359), измерьте ее
температуру (t°).
4. Отсчитайте по шкале Е положение верх-
него края ртутного мениска в трубке А и по-
ложение ртути в чашке В. Отсчеты производите,
прикладывая к широкой трубке или к чашке и
к шкале Е угольник или линеечку.
5. Еще раз отметьте показание термометра,
которое могло измениться, пока вы производили
отсчет по шкале.
6. Найдите • на основании измерений п. 4
высоту ртутного столба в трубке A (h мм).
7. Зная величину атмосферного давления Н (п. 2) и высоту
ртутного столба h в трубке А (п. 6), найдите, как велико да-
вление Р водяных паров при температуре t.
Рис. 359.

8. Вылейте из трубки С часть воды
и прилейте более теплой, так чтобы
температура повысилась градусов на 5.
Следуя указаниям п. 3—5, измерьте
температуру воды и по шкале Е сде-
лайте отсчет уровней ртути з трубке
Лив чашке В. На основании полу-
ченных данных найдите давление во-
дяных паров при новой температуре.
9. Повышая температуру воды по-
следовательно градусов на 5 или по-
нижая ее (прибавлением ледяной во-
ды), определяйте каждый раз давле-
ние водяных паров. Воду надо тща-
тельно перемешивать мешалкой, а
отсчет уровня ртути в трубке
производить быстро, так как темпера-
тура воды может измениться: ее сле-
дует поэтому отсчитывать несколько
раз.
Наблюдения по указанному при-
ему проведите в пределах от О
до 80°.1
10. Все получаемые при измере-
ниях данные заносите в следующую
таблицу.
Атмосферное давление равно Н мм.
Рис. 360.
Наблю-
дения
Темпе-
ратура
t°
Уровень ртути
Высота ртутного
столба в трубке
h = h1 — h2
Давление
водяных паров
P = H — h
в трубке
hi мм
в чашке
h2 мм
1
2
3
4
5
11. Представьте зависимость давления водяных паров, насы-
щающих пространство, от температуры графически, отклады-
вая по оси абсцисс температуры (1° = 2 мм), а по оси орди-
нат— соответствующие упругости (2 мм упругости обозначайте
длиною в 1 мм).
1 Давление водяных паров при более высоких температурах (градусов
до 105) можно определять, пользуясь приемом, описанным в раб. 179.

12. Пользуясь полученной кривой, найдите давление водя-
ных паров при какой-либо иной температуре (при которой она
не была определена при опыте). Определите опытным путем
давление паров при этой температуре и сравните ее с найден-
ной по графику.
194. Парообразование в пространстве, занятом воздухом
(закон Дальтона)
Приборы и материалы. Две толстостенные склянки (1—2 л),1 к ним
хорошо пригнанные резиновые пробки с входящими в них стеклянными
трубочками (рис. 360). Открытый ртутный манометр (длина колена 70 см).
Барометр. Ручной воздушный насос, разрежающий и нагнетающий. Толсто-
стенная резиновая трубка. Зажим для резиновой трубки. Струбцинка для при-
жимания штатива манометра к столу. Две пробирки с резиновыми проб-
ками. Проволока. Эфир.
1. Убедитесь предварительно, хорошо ли „держит" прибор
(рис. 360). Для этой цели, закрыв склянку плотно входящей
резиновой пробкой с входящей в нее стеклянной трубочкой и
привязав ее к горлу веревкой или проволокой, нагнетайте че-
рез резиновую трубку а воздух насосом (сделайте немного
качаний). Закройте затем зажим т и, отъединив насос, соеди-
ните склянку с манометром. Медленно отпускайте зажим т —
ртуть в правом колене манометра опускается.
Оставьте стоять прибор несколько минут. Если уровень
ртути в манометре не обнаруживает никаких изменений, зна-
чит, прибор „держит" хорошо.
2. Налейте в одну из пробирок эфира, закройте ее плотно
пробкой и осторожно опустите в склянку (не нагревайте
склянки руками).
3. Закройте склянку плотно резиновой пробкой с входящей
в нее стеклянной трубочкой и соедините с ртутным маномет-
ром. Какое давление вы имеете в приборе?
4. Прижмите штатив манометра струбцинкой к доске стола.
5. Взяв склянку А в руки и придерживая ее за пробку
(или плотно привязав пробку к горлу склянки), сильно встрях-
ните ее так, чтобы пробирка с эфиром разбилась.
6. Что происходит с эфиром? На что указывает манометр?
Почему подъем ртути в манометре сначала идет быстро, а по-
том все более и более медленно?
7. По истечении нескольких минут склянку еще раза два-
три встряхните. Насыщение пространства парами эфира будет
достигнуто. Когда окончательно наступит устойчивое состоя-
ние, измерьте по манометру давление паров эфира при данной
температуре.
8. Равно ли оно давлению, какое пары эфира развивают
при той же температуре в безвоздушном пространстве?
* Склянки должны быть чистыми и сухими.

9. Повторите опыт, вводя пары эфира в пространство, за-
нятое разреженным воздухом. Для этого возьмите -вторую
склянку и опустите в нее осторожно вторую пробирку с эфи-
ром. Пробирку с эфиром предварительно закройте резиновой
пробочкой и последнюю хорошенько скрепите с пробиркой
проволокой или веревкой.
10. Закройте склянку резиновой пробкой и насосом разре-
дите воздух (возможно лучше). Закрыв зажим т, соедините
склянку с манометром.
11. Отпустите медленно зажим, подождите несколько ми-
нут и измерьте давление воздуха, оставшегося в склянке (на
основании показаний барометра и манометра). Чему она равна?
12. Встряхните склянку, чтобы пробирка с эфиром раз-
билась.
13. Насыщение достигается теперь быстрее, чем в первом
опыте, когда в склянке был воздух атмосферного давления.
14. Когда ртуть окончательно установится в манометре,
измерьте давление оставшихся в склянке воздуха и паров
эфира. Как велико теперь давление паров эфира? Равно ли
тому, какое пары эфира имели в воздухе атмосферного давле-
ний и безвоздушном пространстве?
15. Равно ли в обоих случаях давление смеси насыщающих
паров и воздуха сумме давлений паров эфира и воздуха?
16. Одинаковое ли количество паров нужно для насыщения
данного пространства при данной температуре в том случае,
когда это пространство занято другим газом или парами или
когда оно пустое? В чем различие?
195. Определение критической температуры эфира
(стр. 121, п. 59)
Приборы и материалы. Запаянная стеклянная трубочка с эфиром
(рис. 361). Клепаный железный ящичек с двумя стеклянными окошками
(рис. 362). К нему пробка с крючочком. Тонкая проволочка для подвеши-
вания трубочки. Термометр (до 350°). Треножник. Спиртовая лампочка.
Спички.
1. Подвесьте при посредстве проволочки запаянную тру-
бочку, содержащую эфир и его пары (рис. 361), в железный
ящичек (рис. 362) к крючку, имеющемуся у пробки С. В пробку
вставьте термометр t, пригодный для измерения высоких тем-
ператур (не ниже 250°).
2. Поместите ящичек с трубочкой на треножник и зажгите
лампочку.
3. Следите сквозь окошечко в ящике за состоянием эфира
в трубке, равномерно нагреваемой воздухом. Особенно вни-
мательно наблюдайте, когда температура превысит 150°.1
1 Во время опыта следите внимательно за тем, чтобы температура не
превысила той, для какой предназначен термометр. Если температура начи-
нает быстро расти, отставляйте на время лампочку.

4. Что вы видите? Поверхность жидкости в трубке сначала
имеет форму ясно выраженного вогнутого мениска; по мере
нагревания мениск делается все более плоским; далее мениск
становится совершенно плоским и, наконец, исчезает; в трубке
видны сильные восходящие и нисходящие потоки; в конечном
итоге и они прекращаются —трубка представляется заполненной
однородным веществом. Отметьте температуру
в момент исчезновения мениска.
5. Отставьте лампочку. Наблюдайте за ве-
ществом в трубочке, которое охлаждается. Что
вы теперь видите? В известный момент тру-
бочка застилается туманом, и тотчас
же появляется мениск, разделяющий
жидкость от ее паров. Отметьте тем-
пературу в момент появления мениска.
6. Состояние, в котором находится
эфир в трубочке в моменты, когда
плотности жидкости и ее насыщен-
ного пара уравниваются (момент ис-
чезновения и появления мениска), на-
зывается критическим состоянием
вещества, а температура, при кото-
рой такое состояние наблюдается,
называется критической температурой вещества.
7. Опыт повторите несколько раз (раза 3—4), стараясь
возможно точнее отметить момент исчезновения и появления
мениска.
8. Из всех полученных результатов найдите среднее значе-
ние критической температуры эфира.
196. Дополнительные упражнения
1. Проделайте работу, подобную работе 190, вводя в ста-
кан с водой (тот же вес) вместо пара равное ему количество
кипящей воды. На сколько градусов повысилась температура
воды? На столько ли же, как и в работе 190? Какое количе-
ство тепла приобрели вода и стакан? Столько ли же, как и в
работе 190?
2. (Стр. 121, п. 60.) Наполните в коленчатой трубке (рис. 363)
ртутью (по возможности без пузырьков воздуха) все короткое
колено и незначительную часть длинного. Налейте затем в длин-
ное колено доверху дестиллированной воды и, закрыв паль-
цем открытый конец трубки, осторожным наклонением вве-
дите в закрытое колено небольшое количество воды (рис. 348).
Остаток воды и лишнюю ртуть удалите из трубки, погружая
в нее подходящей толщины палочку. Установите трубку в
колбе над водой и доведите последнюю до кипения. Как уста-
навливается ртуть в обоих коленах трубки при кипении воды?
Рис. 351.
Рис. 362.

Равно ли давление паров жидкости при температуре ее кипе-
ния атмосферному давлению.
3. (Стр. 121, п. 60.) Наполните коленчатую трубку (рис. 363)
ртутью и спиртом, следуя указаниям предыдущего пункта.
Установите трубку со спиртом в
стакане с водой. Медленно нагре-
вая последнюю и тщательно ее
перемешивая, измерьте температуру
воды в момент равенства высот
ртути в обоих коленах трубки. Что
дает измеренная температура? По-
чему? Найдите указанным приемом
также температуру кипения эфира.
4. Поставьте часовое стеклышко
на дощечку, налейте под стекло
несколько капель воды, а на стекло
эфира. Продувайте воздух над эфи-
ром, заставляя последний быстро
испаряться. Что произошло с водой
под стеклом?
5. (Стр. 122, п. 61.) Для
определения плотности
кубического сантиметра
паров эфира можно при-
менить следующий прием,
пользуясь прибором, изо-
браженном на рис. 364.
Наполненную эфиром ам-
пулку (рис. 365) бросают
в резервуар А, обогре-
ваемый водяными парами,
и определяют объем воз-
духа, вытесненный парами
эфира в измерительную
трубку С. Взвесьте возможно точнее ампулку. На-
полните ее затем эфиром. Для этой цели налейте пред-
варительно в стаканчик горячей воды, а в маленькую
чашечку (тигелек) — эфиру. Прогрев шарик ампулки
в горячей воде, быстро перенесите открытый конец
последней в эфир. Часть шейки у ампулки заполнится
эфиром, который легким постукиванием пальца можно перевести
в шарик. Перенеся ампулку несколько раз из воды в эфир и
обратно, заполните эфиром весь шарик ампулки и часть шейки
до перегиба.1 Наполненную эфиром ампулку взвесьте вторично
(не согревайте руками). Два взвешивания дадут вам вес Р
взятого для опыта эфира (в дальнейшем — паров эфира).
Рис. 364.
Рис. 363.
* Наполнение ампулки эфиром производите подальше от огня.

Через муфту В пропускайте пары воды, нагреваемой в ме-
таллическом кипятильнике (рис. 320). Конец боковой отводной
трубки резервуара А погрузите в чашку D с водой, верхнее
отверстие резервуара закройте пробкой. Когда пары воды
будут выходить через нижнее отверстие муфты В и
пузырьки воздуха перестанут выделяться через от-
водную трубку, над последней установите измери-
тельный цилиндр С, целиком наполненный водой.
Выньте пробку и, держа ампулку с эфиром за
шейку, опустите ее в отверстие резервуара А; затем
сломайте шейку ампулки; бросьте все части в резер-
вуар и быстро закройте последний пробкой.
Образовавшиеся пары эфира вытеснят часть воз-
духа из резервуара А в трубку С и понизят уровень воды в
последней. Когда выделение воздушных пузырьков в трубке
С прекратится, выньте пробку и прекратите пропускание
водяных паров.
Рис. 365.
Рис. 366.
Измерьте объем v вытесненного парами эфира воздуха
(а значит, и самих паров эфира).
Отсчитайте также по барометру величину атмосферного
давления Н и длину h оставшегося в измерительной трубке С
водяного столб>а. Как велико давление Р паров эфира?
Наконец, отметьте комнатную температуру t°.

Во сколько раз масса паров эфира больше массы воздуха,
взятого в том же объеме и при той же температуре (масса
1 см? воздуха при 0° и 760 мм равна 0,001293 Г)?
Зная, с какой точностью производилось взвешивание ам-
пулки, найдите, как велика может быть погрешность в число-
вой величине полученного окончательного результата.
6. Насыщенный и перегретый пар. Налейте в кипятильник
(рис. 366) воды и закройте пробкой, в которую вставлен ме-
таллический змеевик. Нагревайте воду в кипятильнике. Из ки-
пятильника будет выходить водяной пар, который на некото-
ром расстоянии от горла превращается в капельки воды. Вы
видите облако насыщенного пара.
Подогревайте змеевик (рис. 366, Ь). Облако исчезает, хотя
пар продолжает выделяться. Вы в этом убедитесь, если под-
несете к отверстию змеевика холодный предмет. Выходящий
пар — перегретый пар. Он горяч и сух. Поднесите к трубке ку-
сочек бумаги — она обуглится.
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
197. Влажность воздуха. Определение точки росы,
абсолютной и относительной влажности воздуха
(стр. 122, п. 62)
Приборы и материалы. Тонкостенный стеклянный стаканчик
(100 см'*) или металлический. Термометр. Блюдечко. Хлористый кальций
(или крепкая серная кислота). Вода. Лед. Миллиметровая бумага.
1. Насыпьте на блюдечко хлористого кальция (примерно
столовую ложку) и взвесьте. Найденный вес запишите. Оста-
вьте блюдечко стоять открытым в комнате в течение несколь-
ких дней.1
2. Через несколько дней взвесьте блюдечко второй раз.
Изменился ли вес? Почему? Сохранил ли хлористый кальций
прежний вид?
3. На стр. 386 приведена табл. 3, в которой указано коли-
чество водяных паров (в граммах,), содержащееся при различ-
ных температурах в 1 м2 воздуха, когда пары насыщают про-
странство, а также и давление водяных паров (в мм ртутного
столба) при насыщении ими воздуха. Рассмотрите внимательно
эту таблицу. Числа второго и третьего столбцов очень близки
друг к другу.
Пользуясь данными таблицы, вычертите на миллиметровой
бумаге два графика, откладывая по оси абсцисс температуры
(1° = 5 мм), а по оси ординат — вес насыщающих паров в 1 м6
1 Вместо хлористого кальция можно взять крепкую серную кислоту.

(1 Г приравнивайте 5 мм) или их давление ( 1 мм давления
обозначайте длиною в 5 мм).
4. Измерьте температуру воздуха в лаборатории и найдите
по таблице или графикам, сколько паров воды при этой тем-
пературе должно содержаться в 1 м? при состоянии насыще-
ния (Q) и какова будет в этом случае их упругость е.
5. Абсолютная влажность воздуха измеряется тем весовым
количеством водяного пара,, какое содержится в 1 мъ воздуха.
Можно ее измерять и тем давлением, которое имеют водяные
пары, содержащиеся в воздухе. Для того чтобы воспользо-
ваться предыдущей таблицей для определения абсолютной
влажности воздуха, надо найти точку росы, т. е. ту темпера-
туру» ПРИ которой имеющиеся в воздухе и его не насыщаю-
щие водяные пары становятся насыщающими и дают „росу".
6. Наполните стаканчик водой комнатной температуры и
погрузите в нее термометр. Бросайте кусочки льда в воду и
помешивайте ее термометром. Следите за наружной поверх-
ностью стаканчика и температурой. Почему в известный мо-
мент на поверхности стаканчика появляется роса? Измерьте
в этот момент температуру воды. Что это будет за темпера-
тура?
7. Вылейте из стаканчика холодную воду, вытрите его на-
ружную поверхность. Налейте снова воды комнатной темпера-
туры и повторите опыт п. 6, стараясь поточнее уловить пер-
вый момент появления росы, проводя по поверхности стакан-
чика клочком бумаги. Какова точка росы?
8. По таблице или графикам найдите абсолютную влажность
воздуха [в граммах (q) или миллиметрах (е)].
9. Насколько близки водяные пары, содержащиеся в воз-
духе, к состоянию насыщения, характеризует относительная
влажность воздуха. Относительная влажность (k) выражает в
процентах отношение количества действительно содержащихся
в воздухе водяных паров (абсолютная влажность q) к тому
количеству, которое насыщало бы воздух при той же темпе-
ратуре (Q), т. е.
иг ч X 100
Q
Отношение давления паров, имеющих в воздухе (е), к тому
давлению (£), которое пар имел бы, если бы насыщал воздух
при той же температуре, т. е.
k = eX 100
е
10. Зная, с одной стороны точку росы и абсолютную влаж-
ность (п. 7 и 8), а с другой — температуру окружающего воз-
духа и соответствующее количество водяных паров или их
упругость (п. 4), найдите относительную влажность воздуха.

198. Определение абсолютной и относительной влажности
воздуха гигрометром и психрометром (стр. 122, п. 63)
Приборы и материалы. Гигрометр (рис. 367). Термометр. Двойной
каучуковый баллон. Психрометр (рис. 368). Маленький стаканчик. Эфир.
Дестиллированная вода.
I. Гигрометр
1. Измерьте температуру комнаты.
2. Наполните стаканчик А наполовину эфиром, закройте
его пробкой с термометром t и двумя стеклянными трубками
а и b и соедините трубку а, доходящую почти до дна, с ре-
зиновым баллоном В (рис. 367).
Рис. 367.
Рис. 368.
3. Расположите стаканчик на подходящей высоте (по под-
ставке) так, чтобы его поверхность была хорошо освещена.
Не дышите на стаканчик, чтобы своим дыханием не вызывать
на его поверхности росы.
4. Вдувая баллоном воздух в гигрометр, следите внима-
тельно за состоянием блестящей поверхности стаканчика и по-
казаниями термометра. Запишите показания термометра в мо-
мент появления первых следов росы на поверхности стакана.
5. Прекратив вдувание воздуха, опять следите за состоя-
нием поверхности сосуда и еще раз запишите температуру в
момент исчезновения росы.
6. Повторите опыт несколько раз, стараясь точнее уловить
момент появления и исчезновения росы. Полезно проводить
клочком бумаги по поверхности сосуда, чтобы установить на-
личие или отсутствие росы.
7. Сравните найденные числа для точки росы и возьмите
среднюю из полученных температур.
8. Зная точку росы и комнатную температуру и пользуясь
табл. 3, определите абсолютную и относительную влажность
воздуха.

II. Психрометр
9. Налейте в стаканчик С дестиллированной воды и опу-
стите в нее конец кисеи термометра t2 (рис. 368).
10. Температура смоченного термометра понижается. Нахо-
дится ли степень понижения в зависимости от влажности воз-
духа?
В каком случае разность показаний сухого и смоченного
термометров больше: когда воздух суше или когда он более
влажен?
11. Когда температура смоченного термометра перестанет
изменяться, запишите показания обоих термометров, оценивая
на глаз десятые доли градуса.
12. Пользуясь психрометрической таблицей (табл. 4), опре-
делите абсолютную и относительную влажность воздуха.
13. Сравните результаты с полученными при помощи ги-
грометра.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ
ПРЕВРАЩЕНИЕ РАБОТЫ В ТЕПЛОТУ И ТЕПЛОТЫ
В РАБОТУ
199. Опыты, иллюстрирующие превращение работы в теплоту
и теплоты в работу (стр. 123, п. 65)
Приборы и материалы. Металлическая пуговица или монета. Ку-
сок сукна. Вязальная спица. Пробка. Кусок свинца. Молоток. Доска. Нагне-
тательный воздушный насос. Толстостенная склянка (1,5—2 л). К ней пробка
со стеклянной трубкой. Толстостенная резиновая трубка. Металлическая
трубка с пробкой. Тиски, привертывающиеся к столу. Веревка. Вода. Эфир.
1. Потрите металлической пуговицей или монетой о сукно.
Что замечаете?
2. Проткните вязальную спицу сквозь пробку. Быстро пе-
редвигайте пробкой по спице, а потом возьмитесь пальцами
за спицу. Что обнаруживаете?
3. Приведите еще примеры, указывающие, что при трении
тел друг о друга развивается теплота.
4. Затрачивается ли работа на преодолевание трения? Что
получается в результате совершенной работы?
5. Положите кусок свинца на камень или дощечку и не-
сколько раз ударьте по нему молотком. Что происходит со
свинцом?
6. Приведите еще примеры, указывающие, что при ударе
одного тела о другое развивается теплота.
7. Обдумайте весь процесс получения тепла при ударе мо-
лотком по куску свинца. За счет какой работы получается
здесь тепло? Какие преобразования энергии здесь имеют место?

8. Возьмите велосипедный насос (или указанный на рис. 369)
и нагнетайте им воздух. Трубка насоса нагревается, так как
нагревается воздух, сжимаемый в насосе.1 Затрачивается ли
работа на сжатие воздуха? Во что превращается эта работа?
9. Возьмите толстостенную бутылку белого стекла с хо-
рошо подогнанной пробкой, в отверстие которой вставлена
стеклянная трубка (рис. 369). Ополосните бутылку внутри во-
дой, чтобы воздух в ней стал влажным. Вставьте трубку по-
плотнее и наденьте на стеклянную трубку толстостенную ре-
зиновую трубку, соединенную с нагнетательным насосом.
10. Нагнетайте воздух.2 Когда вследствие избытка внутрен-
него давления пробка с силой вылетает из горла бутылки и
Рис. 369.
Рис. 370.
влажный воздух быстро расширяется, внутри бутылки появ-
ляется густой туман. Появление тумана указывает на охла-
ждение воздуха. Почему же воздух охлаждается при выбра-
сывании пробки? На что затрачивается тепло в этом случае?
Почему туман исчезает, если в бутылку вновь нагнетать воздух?
11, Приведите примеры явлений, в которых можно было
бы наблюдать превращение теплоты в работу.
12. Проделайте, наконец, еще один опыт, при котором
можно наблюдать превращение работы в теплоту и теплоты—в
работу. Зажмите в тиски металлическую трубку, на треть на-
полненную эфиром и закрытую пробкой (рис. 370). Оберните
трубку раза два веревкой и, взяв концы ее в руки, нати-
райте трубку. Что происходит с трубкой? Почему через не-
которое время пробка вылетает из трубки? Какие превращения
имеют место в данном опыте?
1 Трубка нагревается еще и вследствие трения поршня насоса о его
стенки.
2 Бутылка должна быть предварительно испытана. Испытание ведите,
завернув бутылку в тряпку. Тогда можно, не опасаясь, сделать 20—25 качаний.

200. Определение механического эквивалента теплоты
(стр. 123, п. 66)
Приборы и материалы. Трубка из толстого картона (длина при-
мерно 1 м, диам. 5—6 см), закрытая с одного конца наглухо вставленной
втулкой или корковой пробкой (рис. 371). Две деревянные втулки или кор-
ковые пробки для трубки, одна из них с отверстием для термометра. Тер-
мометр. Метровая линейка с сантиметровыми делениями. 1 кГ мелкой свин-
цовой дроби. Чашка для льда. Лед. Вода.
Если всыплете свинцовую дробь в картонную трубку А и
будете последнюю переворачивать так, чтобы дробь пересы-
палась с одного конца трубки к другому, дробь
нагревается. На основании предыдущих ваших
исследований вы, конечно, понимаете, что теплота
в данном случае получена за счет энергии па-
дающей дроби. Подсчитав, с одной стороны, со-
вершенную работу, а с другой стороны — выде-
лившееся тепло, вы найдете механический экви-
валент теплоты, показывающий, сколько килограм-
мометров работы эквивалентно одной большой
калории.
1. Поместите жестянку, содержащую 1 кГ
мелкой свинцовой дроби, в чашку с ледяной во-
дой и охладите дробь на 4—5° ниже комнатной
температуры.
2. Пересыпьте дробь в картонную трубку Л,
закройте пробкой D со вставленным в нее тер-
мометром и, придерживая пробку и термометр
рукой, медленно наклоняйте трубку, что.бы вся
дробь скатилась к пробке с термометром; трубку
обоприте о край стола. Сохраняя наклонное поло-
жение трубки, медленно ее вращайте в течение
нескольких минут так, чтобы резервуар термометра
все время был окружен дробью. Соблюдайте боль-
шую осторожность, чтобы не разбить термометр и
не выронить его. Отсчитайте возможно точнее тем-
пературу дроби.
3. Поставьте трубку вертикально и быстро замените пробку D
с термометром второй пробкой С без отверстия. Придерживая
последнюю рукой, быстро переворачивайте трубку из одного
вертикального положения в другое. Переверните так трубку
100 раз.
4. После сотого поворота снова быстро замените пробку С
пробкой D с термометром, осторожно наклоните трубку, чтобы
дробь пересыпалась к резервуару термометра, и так же, как
в первый раз, вторично измерьте поточнее температуру дроби.
5. Поставьте трубку вертикально и линейкой измерьте рас-
стояние от поверхности дроби в трубке до нижнего края верх-
ней пробки. Это будет высота падения дроби.
Рис. 371.

6. Опыт окончен. Занесите все полученные данные в таблицу
и произведите указанный в таблице расчет:
Температура
дроби
Число граду-
сов, на кот. на-
грелась дробь
t=t2-t1
Удельн. тепло-
емкость свинца
с ~ 0,032
Колич. тепла,
приобретенное
дробью
Q = cmt ккал
Механич. экви-
валент теплоты
А кГм
J ~~ Q ккал
Вес р дроби
кГ
Высота паде-
ния дроби км
Работа соверш.
при стократ-
ном падении
дроби
А=100 рккГм
до
опыта
h
после
опыта
и
7. Чему равен тепловой эквивалент работы, показывающий,
какое количество тепла эквивалентно 1 кГм работы?
1 Q ккал
J А кГм
8. Сколько джоулей работы эквивалентны одной малой ка-
лории?
9. Какое количество тепла эквивалентно 1 джоулю работы?
201*. Модель цилиндра паровой машины
Прибор. Разрез цилиндра паровой машины (рис. 372).
1. Рассмотрите внимательно данный вам разрез цилиндра
паровой машины. Сделайте схематический рисунок, на котором
Рис. 372.
цифрами отметьте отдельные части. Под рисунком подпишите
названия всех частей: паропроводная трубка, парораспредели-
тельная коробка, паровой цилиндр, выходная трубка, поршень,
шток, шатун, кривошип, рабочий вал, маховое колесо, золот-
ник, эксцентрик, кольцо эксцентрика, соединение последнего
с золотником и др.
2. Вращая ручку, проследите за действием всех частей.
3. Как в паровой машине прямолинейное движение поршня
преобразуется во вращательное движение вала махового колеса?
4. Как при помощи золотника происходит распределение
пара? Сделайте два рисунка, соответствующие движению
поршня в одном направлении и обратном. На каждом рисунке

отметьте положение золотника и направление его движения,
а также направление движения пара из парового котла и от-
работавшего пара.
5. Как устроен эксцентрик и как при его помощи произ-
водится движение золотника?
6. Что такое мертвые точки? Сделайте два рисунка, отве-
чающие мертвым точкам при движении поршня.
7. Для чего служит маховое колесо?
202. Модель паровой машины. Мощность. Коэффициент
полезного действия
Приборы и материалы. Действующая модель паровой машины.
К ней спиртовая лампочка или лампа .примус". Грузы. Толстые нитки.
Метровая линейка. Весы. Разновес. Масленка. Спирт или керосин. Масло
машинное. Вода. Спички.
1. Рассмотрите внимательно главнейшие составные части
паровой машины: 1) паровой котел и при нем водомерную
трубку, предохранительный клапан, манометр;1 2) паровой ци-
линдр с поршнем; 3) парораспределительную коробку с золот-
ником; 4) шток, шатун, кривошип, маховое колесо; 5) экс-
центрик. Выясните их назначение и устройство. Сделайте схе-
матические рисунки, поясняющие действие золотникового
распределителя.
2. Смажьте все скользящие и вращающиеся части машины.
3. Налейте в котел воды примерно до 2/3 высоты.2
4. Налейте в лампочку спирта (или в примус керосина) и
взвесьте ее.
5. Зажгите лампочку и подставьте ее под котел. Отметьте
время по часам.
6. Когда вода закипит и в котле скопится достаточное ко-
личество пара, откройте кран в трубке, идущей из котла
к цилиндру, и, пустив в ход машину, удостоверьтесь в ее
исправном действии. Еще раз последите за движением и рабо-
той всех отдельных частей (см. п. 1). Поставьте кривошип на
одной из мертвых точек (высшее и низшее положение поршня):
Идет ли машина без толчка, несмотря на приток пара? Сооб-
щите толчок. Какое назначение имеет маховое колесо?
7. Установите машину на высоте 2 м.ъ Привяжите к валу
машины нить, доходящую до полу, и подвесьте к ней груз
подходящего веса. Пустите в ход машину. Груз поднимается
ею на некоторую высоту.
1 Эти части имеются далеко не во всех моделях.
2 В дальнейшем следите, чтобы в котле все время было достаточно
воды.
3 Можно машину установить на столе, а нить с грузом перекинуть че-
рез блок, установленный на высокой стойке.

8. Подсчитайте по часам, сколько времени уходит на под-
нятие взятого груза Р на высоту Н. Измерение произведите
несколько раз (машина должна при этом работать без всяких
перебоев).
9. Величину груза Р выразите в килограммах, высоту Н—
в метрах, время поднятия t — в секундах. Найдите мощность
машины в кГм/сек и лошадиных силах.
10. Проделайте измерения и расчеты при других
грузах.
11. По окончании работы потушите лампочку (или примус),
заметьте время по часам и вторично ее взвесьте. Сколько
выгорело спирта или керосина? За сколько секунд? Сколько
граммов спирта или керосина расходовалось в 1 секунду?
12. Принимая калорийность спирта за 7000 (малых калорий
на 1 Г) или керосина за 10000, высчитайте, сколько калорий
тепла дает лампочка (или примус) в 1 сек. Скольким кило-
граммометрам работы соответствует выделяемое лампочкой
в течение секунды количество теплоты?
13. Найдите, чему равен коэф-
фициент полезного действия
данной модели паровой машины.
Рис. 373.
203*. Модель четырехтактного
двигателя внутреннего сгорания
(разрез)
Приборы. Разрез четырехтакт-
ного двигателя внутреннего сгорания
(рис. 373). К нему — маловольтная элек-
трическая лампочка и батарея элемен-
тов или аккумуляторов.
1. Рассмотрите внимательно
данный вам разрез четырех-
тактного двигателя внутреннего
сгорания. Сделайте его схема-
тический рисунок, на котором
цифрами отметьте отдельные
части. Под рисунком подпишите
названия всех частей: цилиндр,
поршень, шатун, кривошип, вал
двигателя, клапаны, зубчатые
колеса, распределительные валики, кулачки, толкатели клапа-
нов, свеча, маховое колесо, карбюратор, глушитель и др.
Выясните назначение всех частей.
2. Присоедините электрическую лампочку к батарейке эле-
ментов и, вращая рукоятку, проследите за действием всех частей.
3. Просчитайте число зубцов у средней шестерни, сидящей
на главном валу двигателя и у крайних шестерен. Сколько

оборотов делает каждая из крайних шестерен за то время,
когда средняя шестерня делает два оборота?
4. Сколько раз открывается каждый из клапанов за два
полных оборота рукоятки? Как устроены механизмы, служа-
щие для открывания и закрывания клапанов?
5. Проследите все четыре такта (хода) поршня (два полных
оборота рукоятки), при которых происходит всасывание горю-
чей смеси, ее сжатие, зажигание и давление на поршень, на-
конец, выталкивание продуктов горения. При каком такте от-
крыт всасывающий клапан, при каком — выходной клапан?
Когда оба клапана закрыты? Какой такт является рабочим?
Какова роль маховика?
6. Сделайте четыре схематических рисунка, поясняющих
четыре такта.
204. Дополнительные упражнения
1. Рассмотрите устройство имеющейся в школе действую-
щей модели парового котла. Пользуясь приложенным к ней
описанием и следуя указаниям руководителя, нагрейте котел
для получения водяного пара, давление которого измерьте
имеющимся при модели манометром. Открыв выпускной кран,
получите струю водяного пара. Примените ее для приведения
в действие модели паровой машины или паровой турбины
(см. стр. 87, п. 2).
2. Ознакомьтесь с устройством имеющейся в школе дей-
ствующей модели паровой турбины. Пользуясь приложенным
к ней описанием и следуя указаниям руководителя, разберите
ее, установите, из каких частей она состоит и каково их на-
значение. Снова соберите. Удостоверьтесь, вращаются ли легко
диски.
Для пуска турбины соедините ее с паровым котлом,
дающим струю водяного пара. Пронаблюдайте работу турбины.
Прекратите доступ пара в турбину и с помощью шнура
соедините шкив турбины со шкивом небольшого генератора
тока, питающего маловольтную электрическую лампочку. Снова
направьте струю пара из котла в турбину и наблюдайте вра-
щение якоря электрического генератора и накаливание волоска
лампочки.
3. Двигатель внутреннего сгорания (автомобиля, трактора).
Произведите сначала внешний общий осмотр двигателя. Дви-
гатель автомобиля не одноцилиндровый, а четырехцилиндровый.
Почему?
Рассмотрите бак для бензина, карбюратор, бензинопровод
к карбюратору. Как устроен карбюратор и .каков принцип его
действия?
Ознакомьтесь с процессами подачи бензина, воздуха и их.
смеси.

Установите, как действует система зажигания для получе-
ния искр в запальных свечах цилиндров двигателя.
Рассмотрите приборы, служащие для охлаждения двигателя:
рубашку, радиатор, водяной насос, вентилятор. Разберитесь,
как действует система охлаждения двигателя.
Как происходит смазка трущихся частей двигателя?
После ознакомления с управлением двигателя пустите его
в ход, а затем остановите его.
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ
УКАЗАНИЯ К РАБОТАМ
1. Основными работами для первой ступени (VTi класса)
будут: 147 (или 148), 150, 152, 154, 163, 169, 171, 172, 174, 184,
201, 203. Для второй ступени (IX класса): 136, 141, 142, 143,
151, 156, 157 или 158, 159, 166, 181, 190, 198, 200, 202, 204.
Диффузия. Броуновское движение (§ 133—137)
2. Штатив для манометра (ч. I, стр. 61). Вместо подкрашен-
ной воды может быть взят керосин, подкрашенный альканином.
3. Для присоединения воронки к пористому цилиндру
(рис. 288, 289, 290) диаметр воронки должен быть несколько
больше диаметра цилиндра, чтобы последний мог быть вставлен
в воронку и еще кругом цилиндра оставалось в воронке место
для менделеевской замазки или сургуча. Последние расплав-
ляются в фарфоровой чашечке или железной ложечке и выли-
ваются в зазор между воронкой и цилиндром. Вместо воронки
может быть взята резиновая пробка с пропущенной короткой
стеклянной трубкой. Если взять хорошую корковую пробку,
ее надо предварительно проварить в расплавленном парафине
и затем, вставив в цилиндр, тщательно залить менделеевской
замазкой или сургучом.
4. Опыт над исследованием зависимости скорости диффузии
газов от их плотности необходимо повторить несколько раз
для того, чтобы напрактиковаться в своевременном отсчете
моментов прохождения поднимающейся и опускающейся жид-
кости через метки а и Ь.1 Длина трубки с около 1 м.
5. Для наблюдения броуновского движения, кроме гумми-
гута и туши, можно взять любую акварельную краску, разве-
денную в воде; воду, разбавленную свежим молоком; воду,
замученную раствором канифоли в спирте. Препараты могут
быть заготовлены заранее, но в этом случае их надо запара-
финировать. Для парафинирования берется отрезок проволоки,
конец его нагревается в пламени спиртовой лампочки и по-
гружается в кусок парафина; капли жидкого парафина на про-
1 Постников. Физическое обозрение, 1903, т. IV, стр. 213.

волоке переносятся на край покровного стеклышка. Таким
образом несколькими каплями заливаются края покровного
стеклышка.1
Сцепление в жидкостях.
Поверхностное натяжение. Вязкость (§ 138—146)
6. § 138. Опыт может быть проделан со стеклянными пла-
стинками различных размеров и с различными жидкостями,
смачивающими стекло (спирт, вода). Может быть проделан со
стеклом и ртутью, с ртутью и свежеамальгамированной медной
пластинкой. Вместо рычажных весов с удобством может быть
применен пружинный динамометр (ч. I, стр. 59, рис. 30).
7. § 139. Данные опыты, особенно некоторые из них, уда-
ются только при вполне чистой воде и чистых сосудах. Послед-
ние полезно промыть серной кислотой и затем обильно — водой.
Учащимся рекомендовать не захватывать стенки изнутри
руками и не опускать пальцы в воду.
Пробирка для поплавка может быть взята 127* см\\х\± см.
Проволока толщиной 0,5 мм. Подобрав необходимое количе-
ство дроби, опустить в пробирку кусочек парафина или воска
и подогреть пробирку: парафин или воск расплавится. После
застывания дробинки образуют неподвижную массу.
Поверхностное натяжение эфира в 4х/2 раза меньше, чем
у воды. Поверхностное натяжение мыльной воды менее, чем
чистой. Поэтому щепочки в опыте 8 § 139 разбегаются. По-
верхностное натяжение раствора сахара в воде больше, чем
чистой воды. Поэтому щепочки в опыте 9 § 139 собираются
к сахару.
8. Для проволочного кольца (рис. 298) может быть взята
медная проволока диам. 0,5—1 мм. Диаметр кольца 5—8 см.
Можно обойтись без пайки. Проволока должна быть очищена
перед опытом (прокалена, промыта спиртом и водой). Ниточка
на кольце должна быть возможно тоньше. Для трапеции
(рис. 300) вместо двух проволочек (длина 5—7 см, диам. 0,5—
1 мм) можно взять и две деревянные тоненькие палочки (на-
пример спички).
9. § 141. Диаметр широкой части у капельницы (рис. 301) —
5 мм, оттянутой—1 мм; длина 8—10 см; сечение трубки на
конце суженной части должно быть, по возможности, пра-
вильно (представлять круг). Измерение диаметра можно произ-
вести и не вводя иголки или ртутного столбика, а просто из-
меряя толщину трубки у конца при посредстве микрометра
или штангенциркуля.
Вследствие малости величин Р и 2r (веса жидкости и диа-
метра трубки) ошибка в окончательном результате может быть
значительная и достигать целой единицы.
1 Покровский и др. Практикум по физике, 1951, стр. 186, раб. 21.

Пример
Диаметр трубки 2r = 1,35 мм.
Вес 50 капель воды — 1,635 мГ. Вес одной капли р = 32,7 мГ.
Вес 50 капель денат. спирта — 531 мГ. Вес одной капли р = 10,6 мГ.
р 0,0327 Г
о (для воды) = = з 14.Q 135 с^ = °>077 Г/см = 75,5 дин/см.
р 0,01062 Г
а (для спирта)=^> = 3 14.Q 135 см = °>25 ^7С^ = 24,5 дин/см.
Результаты работы класса:
Для воды
7 измерений 68,7—78 дин/см; средн. 75,5 дин/см.
Для денатур. спирта
7 измерений 19,6—29 дин/см; средн. 24,5 дин/см.
10. Работа может быть видоизменена и упрощена, если
определять не вес капли, а число капель N, вытекающих из
определенного объема v, и если считать поверхностное натя-
жение одной из жидкостей, например, воды известным.
Формулу 2~го = Р (см. стр. 12) преобразуем в формулу:
Для равных объемов двух жидкостей с удельными весами
йх и d2 находим:
gi _ TVj d2
а2 N2 di
Ha пипетке наносим две метки на расстоянии 3—4 см одна
от другой. Добившись равномерного падения капель, считаем
число капель, содержащихся в объеме, заключенном между
метками, для воды и исследуемой жидкости и по указанной
выше формуле определяем а2, считая оА известным.1
11. § 142—144. Размеры для штатива с зеркальной шкалой
(рис. 303): основание 13 см Х\3 см\2 см; дощечка А с зерка-
лом и 3 бумажными шкалами — высота 16 см, ширина 10 см,
толщина 1 см. Зеркальная полоска (14 см\8 см) вложена
в соответствующий вырез. Внизу она закреплена полоской
жести, вверху планкой В. Последняя выступает на 3 см над
поверхностью дощечки А и имеет толщину в 1,5 см. В планке В
три отверстия для пробок. Прямоугольный стеклянный сосуд
в § 142 (длина 8—10 см, ширина 3—5 см, высота 5—6 см)
может быть склеен или получен из соответствующих размеров
покупного сосуда (или склянки) путем обрезки верхней части.
Пробирки в § 143 могут быть взяты с плоским дном; в этом
1 Кривцова. Журнал „Физика в школе', 1947, № 6, стр.52.

случае не придется делать углублений в нижней доске штатива.
Пробирки могут быть заменены бутылочками подходящих
размеров. U-образная трубка в § 144 имеет длинное колено
20 см, короткое 3 см, диам. 1 см. Существенно важным
является чистота канала капиллярных трубок.
Можно обойтись и без специального штатива. Капиллярные
трубки (две) прикрепляют к масштабу (лучше зеркальному)
резиновыми колечками или воском так, чтобы концы трубок
внизу выдавались за масштаб. Трубки опускаются в сосуд
с жидкостями, и масштаб закрепляется в зажиме штатива.
К масштабу для удобства закрепления в штативе может быть
сзади приклеена или привинчена деревянная или корковая
пробка.
12. Для опыта с маслом и смесью спирта с водой (§ 146, п. 1)
надо взять винный спирт (денатурированный дает с водой муть).
Для опыта лучше всего пользоваться сосудиком с плоскими
стенками. Годится, например, пузырек из-под чернил. Сначала
надо примерно до половины налить спирта и, пользуясь пи-
петкой (трубочкой), опустить в спирт небольшую каплю масла.
Последнюю можно подкрасить предварительно альканином.
Капля опускается на дно. Затем с помощью воронки, опущен-
ной до дна, прибавлять понемногу воды (осторожно размеши-
вать получающуюся смесь), пока капля масла не поднимется
до середины смеси. После этого через воронку можно приба-
вить еще масла. Если масло разобьется на отдельные шарики,
их можно с помощью проволочки подвести друг к другу и
собрать в один шар.
После опыта масло следует выбрать из смеси пипеткой,
а смесь сохранить в плотно закупоренной склянке до следую-
щего раза, когда придется только немного ее подправить. Те же
результаты дает анилин в водном растворе поваренной соли.
13. Контур abc (§ 146, упр. 4) из медной проволоки (тол-
щина 1—2 мм), проволочка d тонкая медная или алюминиевая
(толщина 0,5 мм). Перед опытом проволочный контур abc и
проволочку d надо освободить от жира, промывая спиртом
или эфиром, тогда уже нанести кисточкой слой мыльного рас-
твора. 1
Постановку последней работы можно видоизменить. К уко-
роченной чашке весов подвешивается на тонкой нитке прово-
лочная скобка. Последняя приготовляется из медной прово-
локи, имеющей диам. 0,1—0,3 мм. Длина скобки 10 — 12 см,
а высота ножек 1,5 см. Под скобку помещается тарелка с мыль-
ным раствором так, чтобы при вертикальном положении стрелки
весов концы скобки едва касались поверхности мыльного рас-
твора. Накладывая на вторую чашку грузы, можно определить
силу, необходимую для разрыва мыльной пленки между
1 Гримзель. Курс физики, ч. I, стр. 420.

поверхностью жидкости и скобкой. Расчет производится, как:
указано в § 146 (упр. 4). Поверхностное натяжение мыльного
раствора 2,3—3 мГ/см.
В. Н. Бакушинский берет скобку из звонковой прово-
лочки (длина 5 см, высота ножек 5 мм). Скобка подвешивается
к одному плечу легкого и подвижного рычага; к другому
плечу подвешивается гирька в 1 Г, которая может переме-
щаться вдоль плеча. Вместо рычага В. Н. Бакушинский пред-
лагает пользоваться также чувствительным динамометром.
Дается анализ возможных ошибок при разных способах
определения поверхностного натяжения.1
Для определения коэффициента поверхностного натяжения
может быть применен способ отрывания кольца.
Температура (§ 147—149)
14. С самого начала учащимся должны быть даны указания
об осторожном обращении с термометром, прибором дорогим
и ломким (см. часть I, стр. 60).
15. Колбу для работы 147 можно взять в 500 см,, но с до-
статочно длинным горлом. Вместо колбы может быть взята
большая пробирка, которую надо закрепить в зажиме штатива.
Удобнее, однако, латунный или жестяной кипятильник (рис. 320).
Последний может быть заменен жестянкой из-под керосина.
Воду как в этой работе, так и в других для экономии времени
лучше заранее нагреть для всех работающих групп на при-
мусе, керосинке или электрической плитке в большой кастрюле
или чайнике.
Воронку в работе 147 надо взять побольше. Можно ее за-
крепить на кольце или в зажиме штатива и поставить под нее
чайный стакан или чашку. Снег или лед должны быть чистыми
и не мерзлыми. Их надо заранее принести в комнату. Расто-
лочь лед удобно, наложив его в мешочек и разбивая деревян-
ным молотком.
16. По двум поправкам термометра (§ 147) можно построить
график поправок, откладывая по оси абсцисс показания испы-
туемого термометра (1° = 1 мм), а на ординатах, соответствую-
щих двум найденным показаниям термометра,— две получен-
ные поправки = 1 мм). Две отмеченные точки соединяются
прямой. Построенный график поверяется при сравнении данного
термометра с выверенным.
17. Дополняющей работу 147 могла бы быть работа по
изготовлению спиртового термометра. Для этого берется тру-
бочка с резервуаром и сужением. Такая трубочка покупается
1 Бакушинский. Организация лабораторных работ по физике в сред-
ней школе, 1949, стр. 122.

в складе физических приборов или заказывается стеклодуву.
Наполнение спиртом производится так. К трубочке резиновой
перемычкой присоединяется воронка, в которую наливается
спирт. Резервуар опускается в сосуд с кипящей водой. Когда
некоторое количество воздуха выйдет из резервуара сквозь
спирт, трубочка вынимается из кипящей воды. При охлажде-
нии несколько капель спирта упадут в резервуар А Послед-
ний снова опускается в кипящую воду. Когда жидкий спирт
исчезнет в резервуаре Л, трубку вынимают из воды и охла-
ждают. Операцию повторяют несколько раз, пока резервуар
и трубка не будут наполнены спиртом. Тогда трубка опускается
в воду, имеющую температуру, близкую к 80°, воронка сни-
мается, удаляется излишек спирта и трубочка запаивается
в суженной части. У вынутой из воды трубки отрезается кон-
чик и окончательно заправляется на пластинке.
Для нанесения градусных делений изготовленный термометр
погружается в тающий снег и в воду, имеющую температуру
70—75°; рядом помещается выверенный термометр. Обе точки
отмечаются резиновыми колечками. По двум точкам уже на-
носятся градусные деления на картонной или деревянной по-
лоске, к которой прикрепляется изготовленный термометр.
В складах физических приборов можно найти термометри-
ческие трубки, уже наполненные ртутью. В таком .случае хо-
рошей работой будет следующая. Учащиеся, как указано в
§ 147, устанавливают точки 0° и 100°, а затем изготовляют
и всю термометрическую шкалу.
18. В работе 148 учащиеся практикуются в пользовании
термометром и правильных отсчетах температуры. Работа 148
очень ценна также в целях ознакомления с применением гра-
фического метода. Ее можно еще несколько видоизменить.
С мороза приносится снег, накладывается в жестянку; сейчас
же измеряется его температура. Затем снег нагревается, при-
чем измеряются через равные промежутки времени (1/2 мин.
или 1 мин.) температуры снега и полученной воды. Последняя,
далее, как указано в § 148, доводится до кипения, а затем
охлаждается.
19. Полезно также поставить в течение некоторого времени
(одного-двух месяцев) ежедневное измерение температуры
наружного воздуха по термометру, установленному за окном.
Можно ограничиться измерением в 1 час дня. Учащиеся
производят измерения по очереди и затем вычерчивают график.
Тепловое расширение тел (§ 150—155)
20. § 150. Приборов для качественных наблюдений над
расширением твердых тел разными авторами указано много.
Два прибора указаны в учебнике Перышкина, Фалеева,
Крауклиса, ч. II, рис. 5, 7 и 8.

Опыт с пятачком указан у Дубровского (Простые фи-
зические приборы, 4-е изд., 1917, стр. 45, рис. 81 и 82). Он
предлагает для монеты сделать в медной или цинковой пла-
стинке прорез, в который с небольшим трением могла бы
пройти монета, или винтами укрепить на деревянной дощечке
две половинки разобранной петли так, чтобы между ними мо-
нета только проходила. Дубровский описывает на стр. 46
(рис. 83) прибор для наблюдения удлинения проволоки при ее
нагревании. Поучителен также прибор с искривлением стеклян-
ной трубки (там же, рис. 84). Аналогичные приборы описывает
и Дрентельн, Физические опыты в начальной школе,
3-е изд., 1924 г., стр. 152—155, рис. 206—211. См. также
Красиков, Упрощенные приборы по физике, 3-е изд.,
стр. 109—111, рис. 96 и 97.
21. § 151. Прибор, изображенный на рис. 320, имеет сле-
дующие размеры: доска 110 см\6 см Х(2 см, диаметр трубки
(железная, % латунная, медная, алюминиевая, цинковая) 1 см.
Рис. 374.
Трубка должна быть достаточно толстостенной, чтобы она не
гнулась при измерении микрометром. Также должны быть
достаточной толщины и пластинки b и с. Кроме того, послед-
ние должны быть расположены возможно ближе одна к дру-
гой, чтобы было можно захватить их микрометром (4—5 мм).
Конструкция прибора может быть упрощена. Трубка укреп-
ляется на двух дощечках (рис. 374), привинченных к доске А.
К левой дощечке трубка прикрепляется вплотную при помощи
металлической скобочки а, припаянной к трубке (на рис. 374
изображена не скобочка, а муфта с зажимом, см. ниже).
На правой дощечке трубка лежит свободно и лишь удер-
живается в определенном положении двумя гвоздиками. Тер-
мометр в трубку не вставляется. Начальная температура изме-
ряется по термометру, висящему в комнате, или, если через
трубку пропускается ток холодной воды, термометром,, погру-
женным в чашку, в которую стекает вода. Конечная темпера-
тура определяется по показаниям барометра. Когда из трубки
выходит прозрачная струя пара, можно принять, что трубка
приняла температуру пара. Если трубка взята неширокая, ре-
зиновая трубка от кипятильника надевается прямо на нее; при
широкой трубке в нее вставляется пробка с узенькой стеклян-
ной трубочкой. Трубки различных материалов могут накла-
дываться на одну и ту же доску; для этого скобочка а должна
быть заменена муфтой с зажимом (как и указано на рис. 374).

За отсутствием микрометра измерение расстояния между на-
ружными поверхностями пластинок b и с может производиться
штангенциркулем (результаты в этом случае, конечно, полу-
чатся менее точные).
Для каждой работающей группы достаточно иметь только
трубку одного материала, так как группы могут меняться
трубками, или даже можно считать достаточным, если поло*
вина работающих групп найдет коэффициент расширения же-
леза, а другая — латуни. При обмене трубками, прежде чем
пускать их вторично для работ, надо для охлаждения про-
пускать через них ток холодной воды.
Примеры
[ 1. 7 измер. 0,0000113—0,0000130
Железо \ средн. 0,0000122
I 2. 10 . 0,000011 -0,000014
средн. 0,0000125
Латунь
{ 1. 7 , 0,0000182—0,0000194
средн. 0,0000188
2, 10 „ 0,000018 —0,000021
средн. 0,0000194
Удлинение железной трубки получается в пределах 1—
1,2 мм, латунной—1,5—1,8 мм.
Погрешность в окончательном результате зависит главным
образом от погрешности при измерении удлинения, т. е. рас-
стояния между наружными поверхностями пластинок b и с.
Ошибка в 0,05 мм повлечет за собой погрешность в 3—5%-
Ошибки при измерении длины трубки в 1 см и разности тем-
ператур в 1° каждая дадут погрешность в Р/о-1
Близкий по конструкции — прибор Менделеева—Лер-
мантова.2 На трубке два острия (на расстоянии около метра
одно от другого). Берется деревянная линейка, имеющая
у одного конца металлическую шляпку с углублением для
острия, а у другого — гладкую металлическую пластинку для
нанесения царапин. Линейку накладывают углублением на одно
из острий трубки, а другим острием проводят на пластинке
черту. Так поступают два раза — при охлажденной трубке и
нагретой. Затем измеряют расстояние между чертами (микро-
метром, штангенциркулем, при помощи микроскопа).
Главучтехпром выпускает прибор для определения коэффи-
циента линейного расширения, состоящий из трех металличе-
ских стержней — стального, алюминиевого и латунного (длина
40 см, диам. 5 мм), вставляемых с помощью резиновых
1 См. также „Собрание лабораторных упражнений Киевского педагоги-
ческого музея", раб. 13, стр. 75, рис. 22.
2 Лермантов. Объяснение практических работ по физике, 1908,
вып. II, стр. 18. Богданов и Шапошников. Руководство к практиче-
ским занятиям по физике, изд. Кубуч, 1934, ч. I, стр. 127.

пробок в стеклянные трубки — муфты (длина 37,5 см, диам.
2 см) для обогревания паром.1
Второй тип приборов для определения коэффициента линей-
ного расширения с указателем, конец которого передвигается
по шкале при удлинении трубки. Два таких прибора выпуска-
лись в прежние годы нашей промышленностью, один —кон-
струкции С. Н. Жаркова,2 другой — разработанный Киров-
ским комбинатом учебно-технического и школьного оборудо-
вания.3 Аналогичный прибор мы встречаем в учебнике физики
Рис. 375.
А. Постникова (1919 г., ч. II, стр. 47, рис. 119); см. также
журнал „Физическое обозрение", 1904 г., т. 5, стр. 220.
Прибор с указателем очень упрощенной конструкции
(рис. 375) может быть без труда изготовлен в школе. Метал-
лическая или стеклянная трубка ab, длиною 50—100 см, распо-
лагается на двух деревянных подставках А и В (10 см\7 см X
Рис. 376.
Х 3 см). На первой подставке А укрепляется латунная пла-
стинка т с вырезом для трубки (на трубке также делается
надрез). На второй пластинке под трубку ab подкладывается
стеклянная трубочка с (диам. 6—8 мм), к концу которой при-
креплен воском легкий (из лучины) указатель р, длиной 20 см.
Под трубочку с лучше подложить стеклянную пластинку.
У конца указателя располагается шкала S с миллиметровыми
делениями. При пропускании пара по трубке ab и ее удлине-
нии трубочка с немного повернется и конец указателя пере-
1 Покровский и др. Практикум по физике, 1954, стр. 134, раб. 12,
рис. 58—60.
2 Прибор для измерения коэффициента линейного расширения твердых
тел конструкции Жаркова. Главучтехпром. Из серии практических руко-
водств к учебно-наглядным пособиям, № 5, 1937.
3 Прибор для определения коэффициентов линейного расширения. Глав-
учтехпром. Из той же серии № 37, 1939. См. также статью Б. П. Спас-
ского в журнале .Физика в школе", 1938, № 1.

двинется вверх на несколько делений вдоль шкалы. Рис. 376
показывает, как по перемещению конца указателя р можно
определить удлинение трубки. Кружок на рисунке изображает
сечение трубки с (2r — его диаметр), р — длина указателя,
L — перемещение конца указателя, /2 — 1г — удлинение трубки.
Очевидно: AT-L= —, откуда l2-li = —.
В. Н. Бакушинский описывает прибор, посильный для
собственного изготовления с проволокой, нагреваемой в стек-
лянной трубке.1
Подобный же прибор предложен П. В. Серебреннико-
вым. 2
Рис. 377.
Очень наглядна такая установка. Натягивается железная
проволока, длиною 3—4 м (диам. 0,5 мм), причем один конец
укрепляется неподвижно, а другой перекладывается через
блок и к нему подвешивается груз в 1 — 2 кГ (рис. 377).
У второго конца проволоки располагается горизонтальная
шкала с миллиметровыми делениями, а к проволоке прикреп-
ляется указатель. При пропускании по проволоке электриче-
ского тока последняя заметно удлиняется. Если проволоку
довести до красного каления (температура 500°) и измерить
ее удлинение, то можно с достаточной степенью точности
найти коэффициент расширения железа или, считая последний
известным, определить температуру красного каления.
22. § 152. Колбы берутся емкостью 100—250 см*, трубки
длиною 40 см и диам. 3—4 мм. Пробки, конечно, лучше ре-
зиновые. Вместо колб могут быть взяты пробирки (см. учеб-
ник Перышкина, Фалеева, Крауклиса, ч. II, рис. 4).
23. § 153. Размеры прибора для определения коэффициента
расширения керосина по методу сообщающихся сосудов
(рис. 322).
1 В. Н. Бакушинский. Организация лабораторных работ по физике
в средней школе, ч. II, 1949, стр. 113.
2 Журнал „Физика в школе*, 1937, № 4, стр. 53.

Основание штатива — 22 см X 22 см Х 1,3 см.
Вертикальная доска — 67 см X 20 см X 1,3 сл*.
Перегородка F — 63 см X 7 1/2 см X 1 сл.
Длина каждого колена трубки ABC — €0 см, диам. 6—8 мм.
Широкие трубки D и Е имеют длину 55 см и диам. 3 см.
Перегородку F и трубку Е можно не ставить. Термометр
у левого колена А не обязателен: температура может быть
определена по термометру, висящему в комнате. Исследуемая
жидкость — керосин. Керосин лучше подкрасить альканином.
Ввиду большого коэффициента расширения керосина получаются
хорошие результаты без сложных приспособлений при изме-
рении разности высот (ошибка в 2 мм влечет за собой ошибку
при отсчете разности высот в 5%; такая же ошибка полу-
чается и в окончательном результате).
Пример
hx = 40 см; tx = 18°; а = 40 х 82 = 0,00092.
/*2 = 43 . ; /2 = 100°;
Результаты (три класса):
1. 7 измер. 0,00092—0,00100; средн. 0,00095.
2. 7 . 0,00088—0,00108; „ 0,00094.
3. 9 . 0,00095-0,00101; „ 0,00098.
Приборы несколько иной конструкции описаны Г. Г. де-
Метцем в „Собрании лабораторных упражнений по физике'
(раб. 14, стр. 79, рис. 24—25) и А. Постниковым в журнале
„Физическое обозрениев (1912 г., т. 13, стр. 179, рис. 2).
24. § 154. Для данной работы могут быть применены те же
колбы или пробирки, с которыми производилось наблюдение
расширения жидкостей (§ 151). Можно поступить в этой ра-
боте и так, как указано в учебнике Фалеева и Перыш-
кина (ч. I для VI кл. рис. 170), опуская конец трубки в воду
и наблюдая выделение пузырьков. Можно, наконец, колбу
соединить с U-образной трубкой, наполненной подкрашенной
водой или керосином (манометром). U-образная трубка или
укрепляется на отдельном штативе и колба с ней соединяется
резиновой трубкой, или вставляется в пробку колбы (в послед-
нем случае необходимо еще третье колено).
25. § 155 (1.) Подходящие размеры прибора, изображенного
на рис. 324 и служащего для обнаружения различного удли-
нения цинкового и железного стержней: цинковая пластинка
18 см длины, 1 см ширины и о- см толщины, железная палочка
16 см длины и 4 мм толщины. Следует тщательно оберегать
цинковые выступы и концы железной палочки. Изгибы, удары,
падение и прочее портят прибор. Железная палочка должна
держаться не очень туго: при сильном встряхивании она
должна выпадать. Выступы цинковой палочки и концы же-

лезной должны быть ровные, хорошо сглаженные. Теплая
вода может быть 40—50°.
26. § 155, п. 5. Для определения коэффициента расширения
жидкостей может быть применен еще весовой метод.1
27* § 155, п. 6. Стеклянный змеевик для наблюдения осо-
бенностей расширения воды (рис. 322) имеет 7—8 витков
(диам. витка 6—7 см, диам. трубки 6—8 мм). Капиллярная
трубка — длиной 20 см и внутренним диам. 0,8 мм. Емкость
змеевика 40—90 смъ.
Пример
Высота воды в ка-
пиллярной трубке
Наименьший
Температура
объем
мм
при 6°
0°
27
1°
22
2°
18
3°
15
4°
12
5°
11
6°
10
7°
11,5
8°
14
9°
17,5
10°
20
Можно ввести поправки на расширение стеклянной обо-
лочки, получить истинные высоты воды и построить график
истинного расширения воды. В данном примере получатся
такие результаты. Емкость спирали 45 см, (определяется взве-
Температура
Высота воды в ка-
пиллярной трубке
Наименьший
объем
при 4°
0°
27
1°
23,7
2°
21,4
3°
20,1
4°
18,8
5°
19,5
6°
20,2
7°
23,4
8°
27,5
9°
32,8
10°
37
1 См. Знаменский. Лабораторные занятия, вып. III, 1927, § 276,
упр. 6—8.

шиванием спирали с водой и без нее). Взяв произведение
45 X 0,00024, где 0,00024—коэффициент объемного расширения
стекла, мы находим, как изменяется емкость спирали при изме-
нении температуры на 1° (на 1,08 мм). Капиллярная трубка
имеет емкость 0,64 мм? на протяжении 1 мм (определяется
взвешиванием столбика ртути, введенной в трубку). Взяв
отношение -^-^ = 1,7 мм, устанавливаем, что вода в капилляр-
ной трубке, благодаря нагреванию стеклянной спирали на 1°,
опускается на 1,7 мм.
Таким образом получается истинная высота воды в капил-
лярной трубке (см. стр. 101).
Законы Бойля—Мариотта, Гей-Люссака и Шарля (§ 156—161)
28. § 156. Трубка, применяемая в работах 156 и 161 (п. 1 и 2),
известна под именем трубки Мельде.1 Она может быть взята
или более короткая (50—60 см) или более длинная (до 1 м).
При второй работе (§ 91) желательна более длинная. Внутрен-
ний диаметр трубки — от 1 мм до 2,5 мм. Трубку лучше всего
взять толстостенную (толщ. 1 мм), за отсутствием таковой —
обычную. Канал трубки должен быть предварительно тщательно
промыт теплой хромовой жидкостью (или раствором едкого
натра и соляной кислоты), затем обмыт перегнанной или про-
кипяченной водой, наконец, сполоснут спиртом и высушен
продуванием воздуха при нагревании трубки над пламенем.
Ртуть также должна быть взята чистая. Для трубки в 50—
60 см столбик ртути можно взять длиной в 15—20 см, для
метровой трубки сантиметров в 30. Ввести столбик ртути
в трубку можно так. На один конец трубки надевается кау-
чуковая трубочка с пружинящим зажимом, а другой конец
трубки погружается в чашечку со ртутью (наполнение произ-
водится над деревянным подносом). Располагая трубочку на-
клонно, но близко к горизонтальному положению и приоткры-
вая зажим, ртом или насосом вытягиваем через резиновую
трубочку воздух: в трубку входит ртутный столбик нужной
длины. Затем, закрыв зажим, вынимаем трубку из ртути и,
наклонив ее несколько противоположным концом и приоткры-
вая зажим, подвигаем столбик ртути так, чтобы он отстоял
сантиметров на 20 от свободного конца трубки.; Затем вмазы-
ваем в этот конец трубки столбик мягкого воска или пласте-
лина. Чтобы воск лучше заплавил конец трубки, последний
полезно слегка погреть.
Учащиеся должны быть предупреждены, чтобы они не
сообщали трубке резких толчков, так как при толчках столбик
ртути может разъединиться. Исправление иногда удается
произвести при помощи тонкой стальной проволоки, в против-
1 F. Melde. Журнал .Wiedemann's Annalen", 1887, т. 32, стр. 659.

ном случае надо проколоть воск, выпустить ртуть и произвести
новое наполнение. Ввиду возможных разрывов ртутного столба
учащимися целесообразно конец трубки не запаивать. Не ме-
шает также иметь запасные наполненные трубочки.
Еще одно замечание. Далеко не всякая трубка годится для
работы: канал трубки должен быть цилиндричен. Поэтому
трубку надо предварительно испытать (прокалибрировать).
С этой целью, введя столбик ртути в трубку, надо перемещать
его по всей длине трубки и каждый раз измерять его длину.
Если разница будет в пределах 1—2 мм, трубку можно счи-
тать пригодной. Трубка укрепляется на линейке с миллимет-
ровыми делениями (длина 60—100 см, ширина 2—3 см, тол-
щина 0,5—0,8 см) 2—3 жестяными скобочками или проволоч-
ными петлями. Закрепление резиновыми кольцами менее на-
дежно. Можно шкалу на линейку и не наклеивать, а пользоваться
общим масштабом. Применять трубочку, не укрепляя ее на
линейке, не следует, так как в этом случае ее легко сломать.
Примеры
Работа 156
Атмосферное давление И = 74,7 см.
Длина ртутного столбика Л = 21,6 см.
Наблю-
дения
Длина воз-
душного
столбика,
см
Давление
на него,
см
Отношение
объемов
воздуха
Обратное
отношение
давлений
на воздух
Произведение
объема воздуха
на его давление
Как видим, разница для отношений объемов и отношений
давлений получается в тысячных долях, а для произведений
объемов на давления она достигает в данном примере 8.
Такая разница вполне соответствует возможным ошибкам
при измерении объемов и давлений. Ошибки при измерении
/ и р могут достигать 1 мм, что составляет для / 0,3—0,5%,
для р 0,1—0,2%- Для отношений объемов мы получим по-
грешность в 0,7—0,8°/о, для отношений давлений — в 0,3%.
Таким образом, ошибки несомненны в тысячных долях и мо-
гут достигать 0,01. Для произведений возможна ошибка 0,5—
0,7%, что для данного примера приводит к числу 12—15.
Вот результаты работ одного из классов:
1,29 1,28 1,40 1,38
1,39 1,35 1,46 1,51
1,28 1,28 1,45 1,41

1,38 1,39 1,66 1,67
1.30 1,24 1,41 1,37
1,^5 1,28 1,25 1,24
1.31 1,29 1,38 1,36
Работа 161 (п. 1)
Атмосферное давление //=76,1 см.
Длина ртутного столбика h = 23,6 см.
Наблю-
дения
Длина
воздуш-
ного
столбика,
см
Высота
АА1 над
столом,
см
Высота
ВВХ над
столом,
см
Давление
столбика
ртути,
см
Давление
на воздух
в трубке,
см
Произведе-
ние объема
воздуха на
его давле-
ние
1 48,0
23,6 52,5 2520 s
2 47,5 31,8 55,0 23,2 52,9 2512 s
3 46,3 36,8 20,5 55,6 2574 5
4 33,7 —
— 76,1 2564 5
5 28,9 69,6 56,6 13,0 89,1 2583 5
6 26,6 72,5 51,9 21,2 97,3 2588 5
7 26,0 — — 23,6 99,7 2592 s
Разными авторами предложено довольно много иных уста-
новок для изучения закона Бойля—Мариотта. Здесь укажем
лишь на некоторые.
На рис. 378 и 378а изображен прибор, представляющий
видоизменение известного прибора (Вейнгольда, Лермантова),
часто встречающегося в физических лабораториях. Данный
прибор компактнее, проще и требует значительно меньше
ртути. Линейка с делениями, длиною 100—120 см. Левая трубка
закрытая, длиною 25 см (диам. 0,8—1 см), удобнее, если бу-
дет снабжена краном (рис. 378а), правая такая же — открытая.
Каучуковая трубка, их соединяющая, длиною 130 см, по воз-
можности, толстостенная (толщ, стенки 2 мм).1 Вот еще более
упрощенный тип данного прибора. Левая трубка, закрываю-
щаяся резиновой пробкой (длина трубки 50 см, диам. 1 см),
укреплена неподвижно на стойке (100 см>(6 см\0,8 см) с на-
клеенной на ней шкалой или миллиметровой бумагой. С ней
при посредстве каучуковой трубки (длина 60 см) соединена
короткая трубочка с воронкой, к которой прикреплена прово-
лочная дужка. Вдоль правого борта стойки набит ряд крючков,
на которые и может подвешиваться воронка.2 Весьма простой
набор указывает Гримзель.3
Для работы может быть применена и обычная барометри-
ческая трубка, причем работа ставится так, как это описано
1 См. также Кашин, Физика или лабораторный курс; Григорьев,
Знаменский, Кавун, Практические занятия по физике.
2 См. руководства Глинки, Абрагама.
8 См. Собр. лабор. упражн. Киевского педаг. музея и руководство.

во второй части по отношению к парам.1 Интересная установка
предложена Л. Кандауровым.2
Простой прибор указан В. Н. Ланге.3 Он состоит из
стеклянной трубки (длина 80 см, диам. 0,5 см) и воронки,
соединенных резиновой трубкой. Трубка и воронка закреп-
ляются на двух металлических штативах. Жидкость: берется
не ртуть, а вода. Открытый конец трубки плотно закрывается
пробкой (лучше залить менделеев-
ской замазкой).
Может быть поставлена экспе-
риментальная задача со стеклянной
трубкой, закрытой с одного конца,
погружаемой открытым концом в
сосуд с водой.4
29. § 157. Стеклянная трубка
для изучения закона Гей-Люссака —
это та же трубка, что и для изуче-
ния закона Бойля—Мариотта. Длина
ее достаточна 30 — 40 см, диам.
1,5 — 2 мм. Удобнее вести измере-
ния, если она закреплена на ме-
таллической миллиметровой линей-
ке. В несколько измененном виде
установка описана в учебнике фи-
зики Соколова.5
30. § 158. Размеры прибора, изо-
браженного на рис. 333, доска —
62 см X 8 см X 1 см, широкая труб-
ка — 60 см X 3 см, внутренняя труб-
ка А— длиною 60 см с каналом
2 мм. Трубка А должна быть подо-
брана, по возможности, с цилин-
дрическим каналом. Испытание
производится до запайки путем введения в трубку столбика
ртути и измерения его длины в разных местах канала.
Если разница в длине не превышает 1—2 мм, трубку можно
считать пригодной. Трубка должна быть чистой и сухой.
Промывать трубку надо сначала хромовой жидкостью, серной
кислотой или раствором едкого натра, потом несколько
раз дестиллированной водой и, наконец, чистым спиртом.
1 См. также статью И. Ф. Перфилова в журнале „Физика и мате-
матика в трудовой школе", 1928, № 1, стр. 118.
з Журнал „Физика", 1914, J\fe 3, стр, 30. Каталог „Учебные пособия
и политехническое оборудование" 1933, № 133, цена 9 р.
3 Журнал „Физика в школе", 1955, № 1, стр. 65.
4 Знаменский и др. Сборник вопросов и задач по физике для 8 —
10 классов, 1955, № 630, рис. 86.
5 Соколов. Курс физики, ч. II, § 70, рис. 64. См. также статью
Глаголева в журнале „Физика в школе", 1950, № 5, стр. 78.
Рис. 378.
Рис. 378а.

Высушивание производится путем продувания воздуха при
посредстве меха, насоса или резиновой груши через трубку,
подогреваемую над пламенем. Ртуть также должна быть взята
чистая. Столбик ртути, длиною в 15 см, вводится, например,
так. Трубка располагается наклонно (близко к горизонталь-
ному положению) и нижний ее конец погружается в чашечку
со ртутью; на противоположный конец надевается резиновая
трубочка с пружинящим зажимом. Приоткрывая зажим и вытя-
гивая воздух через резиновую трубку (ртом или насосом),
легко втянуть столбик нужной длины. Затем, закрыв зажим,
вынимают трубку из ртути и, наклонив ее несколько противо-
положным концом и приоткрывая зажим, подвигают столбик
ртути так, чтобы он отстоял на 20—25 см от свободного конца
трубки. Всю работу с ртутью надо производить над деревян-
ным подносом. Трубку с введенным столбиком ртути надо
запаять с одного конца. Если желательно столбик ртути ввести
в уже запаянную трубку, то это сделать можно так. Трубку
надо осторожно прогреть по всей длине, опустив открытый
конец в чашечку со ртутью. При охлаждении трубки ртуть
войдет в нее. Установить ртуть на желаемом месте можно
с помощью тонкой стальной проволоки (тщательно очищен-
ной). Пользуясь последней, можно производить и соединение
ртути в случае разрыва ртутного столбика.
Термометр при приборе не обязателен: отсчет начальной
температуры можно производить по термометру, висящему
в комнате, а температуру водяных паров определять по пока-
заниям барометра. При работе важно проследить, чтобы трубка
была при обоих измерениях в горизонтальном положении или
одинаково наклонена.
Пример
h = 21,4 см; tt = 14°; fl Of)oco
/2 = 27,6 . ; t2 = 100°; а - °>ou^-
Результаты (два класса):
1. 9 измер. 0,00355—0,00382; средн. 0,00365.
2. 8 . 0,00350—0,00378; „ 0,00372.
Прибор несколько измененной конструкции предложен
Н. Ф. Платоновым.1
Для определения коэффициента расширения воздуха можно
также применить следующую установку. Колбу А (100 см*)
с плотно входящей резиновой пробкой, в которую вставлена
изогнутая стеклянная трубочка (рис. 3786), помещаем в же-
стяную кружку В, в которую влито немного воды, и закреп-
ляем в зажиме штатива. На коленчатую трубку b надеваем
резиновую трубку с с зажимом т, а к последней присоеди-
1 Журнал „Физика в школе *, 1940, № 1, стр. 35.

няем еще стеклянную трубочку а. Конец трубочки d опускаем
в стакан С с водой, поставленный на подставку D.
Открываем зажим т и зажигаем спиртовую лампочку. Из
трубки через воду выходят пузырьки. Когда вода закипит и
пузырьки перестанут выделяться, закроем зажим т и вынем
колбу А из кружки В.
Поместим колбу (не снимая трубки) в тающий лед или
снег (до самого верха). Конец трубки d опустим в стакан
с водой и откроем зажим т. Вода входит в колбу. Когда вода
перестанет вливаться в колбу,
вынимаем последнюю из снега
и мензуркой измеряем объем
вошедшей воды. Измеряем,
пользуясь мензуркой, емкость
колбы (до пробки).
Полученные данные позво-
ляют найти коэффициент
Очень существенно, чтобы
колба А и трубочки Ь, с и d
до опыта были внутри совер-
шенно сухими. Колба может
быть заменена бутылочкой.
Можно взять и пробирку (см.
подобную установку в началь-
ной физике Цингера, рис. 218).
Данная установка наиболее
подходяща для первой сту-
пени. 1
31. § 159. Размеры воздушного термометра, изображенного
на рис. 334.
Вертикальная доска с манометром — 41 см Х 10 см Х 2 см.
Основание— 18 см X 12 см х 2 см. Салазки b — длина 48 см и тол-
щина 1 см% сечение — равносторонняя трапеция (параллельные
стороны 2 1/4 и 3 см) .
Колено В манометра — длина 12 см, диам. 6—7 мм\ ко-
лено С — длина 45 см, диам. 8 мм. Резиновая трубка мано-
метра— длина 40 см, диам. 8 мм. Резервуар А — длина 14—
15 см, диам. 3 см. Шейка его должна быть с возможно узким
каналом. Резиновая трубочка, соединяющая резервуар А с ма-
нометром, также должна быть возможно уже (длина 35 — 40 см
1 См. также статью Бакушинского, Лабораторные работы по
физике в журнале „Физика, химия, математика, техника в трудовой школе*,
1930, ГИЗ, № 3, стр. 5 — 6 и Дрентельн, Пособие для практических
работ по физике, стр. 171, рис. 52.
Рис. 378б.

и диам. 2-2 — 3 мм\. Ртути на один прибор требуется 300 г.
Данная упрощенная конструкция прибора впервые была
предложена Ф. Н. Индриксоном („Физическое обозрение*4,
1905, стр. 90).
Кипятильник (рис. 335) из латуни или жести. Нижняя часть
высотой в 8^ см и шириною 12 см, верхняя — 32 см и 6 см.
Корковая пробка, разрезанная пополам с отверстием для трубки
резервуара воздушного термометра.
Важно, чтобы резервуар А и резиновая трубка, соединяю-
щая его с манометром, были сухими. Попавшую в резервуар А
влагу трудно удалить. Результаты получаются несколько
меньше числа 0,00367, так как стеклянная трубка резервуара А
и соединительная резиновая трубка не находятся при темпе-
ратурах 0° и 100°.
Пример
Атмосферное давление //=752 мм.
[ /^1=37 я ;
Разность { Л2=216 „ ; 7=0,00355.
{ *=99,7°;
Результаты (три класса):
1. 8 измер. 0,00335—0,00360; средн. 0,00347.
2. 8 „ 0,0034 —0,0037 , 0,00354.
3. 7 , 0,00312—0,00352; „ 0,00336.
Прибор может быть собран и на обычном штативе, причем
цилиндрический резервуар заменен колбой (100—150 смъ) с ре-
зиновой пробкой.1
Главучтехпром выпускает прибор для определения термиче-
ского коэффициента давления воздуха, сконструированный
Покровским и Дубовым (рис. 379).2
Прибор несколько более сложной конструкции, который
одновременно служит для определения термического коэффи-
циента объема воздуха и термического коэффициента упру-
гости, дан в Лабораторном курсе физики Н. В. Кашина
(стр. 165—169, рис. 109—110).
Простой, но несколько хрупкий прибор для определения
термического коэффициента упругости воздуха описывает
Г. Г. де-Метц в „Собрании лабораторных упражнений*"
(стр. 83, рис. 26).
Чрезвычайно простые приборы для нахождения обоих коэф-
фициентов дает Гримзель в Курсе физики (ч. II, стр. 12 и 13,
рис. 8 и 9); однако оба прибора, по нашему мнению, страдают
следующими недостатками. В первом приборе капля жидкости,
1 Фалеев и Перышкин. Курс физики, ч. II, § 42, рис. 58.
2 Покровский и др. Практикум по физике в старших классах
средней школы, 1951, стр. 99, раб. 9.

вводимая в горизонтально расположенную трубку, с трудом
удерживается в определенном положении. Небольшой наклон
и незначительное изменение температуры вызывают ее сдвиг;
при этом капля легко проскакивает в колбу. Изменять темпе-
ратуру можно в очень узких пределах. Второй прибор мето-
дически не выдержан. Ведь на таком приборе имеется в виду
показать учащимся, как изменяется упру-
гость воздуха с изменением температуры,
но при неизменном объеме. Между
тем, в приборе изменения в объеме про-
исходят. Правда, они при узкой трубке,
присоединенной к шару, настолько малы,
что на расчет мало влияют, но отчет-
ливость устанавливаемого факта нару-
шается.
32. § 160. Прибор для изучения урав-
нения Клапейрона описан В. Н. Баку-
шинским. Он выпускается Главучтех-
промом.1 Длина запаянного колена труб-
ки 10—12 см, открытого колена 13—
15 см, диаметр внутреннего канала
трубки 2—3 мм.
Количество теплоты. Теплоемкость
(§ 162-170)
33. Работы данной главы можно раз-
бить на 3 группы. В первой группе
(162, 164 и 170, упр. 3) использован
метод определения количества теплоты
по времени горения лампочки, вторая
группа работы (163, 165—168, 170, упр. 1, 2, 4, 5) дает
классический метод смещения и третья (169 и 170, упр. 6)
приводит к определению коэффициентов полезного действия
источников нагревания.
Если первый прием и не дает достаточно хороших резуль-
татов, зато он ценен и удобен в методическом отношении.
Результаты отдельных работающих групп сглаживаются и
получается общая вполне убедительная картина, когда мы
подытоживаем данные всех групп.
34. В ряде работ данной главы и последующих требуется
калориметр. Наиболее распространенный тип калориметра со-
стоит из внутреннего тонкостенного латунного или медного
сосуда (высота примерно 10 см, диам. 8—9 см, емкость 600 смъ)
Рис. 379.
1 См. специальную брошюру Главучтехпрома, 1953 г., Покровский
и др. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе,
*стр. 132, раб. 38.

и наружного, более толстого, латунного или жестяного (вы-
сота 11 Y—13 см, диам. 10—12 см). Внутренний сосуд опи-
рается на три пробки, приклеенные ко дну и стенкам наруж-
ного сосуда (рис. 380) или на дощечку с подклеенными тремя
пробками, или на деревянный крест. Иногда внутренний сосуд
делается с закраинами и подвешивается к наружному (рис. 380).
Наружным сосудом может служить толстостенный стеклянный
стакан (батарейный) или банка из-под варенья. Внутренний,
сосуд может быть взят и жестяной (жестянка из-под консер-
вов), но он, само собой разумеется, ржавеет и через некото-
рое время выходит из строя.
Брать внутренние сосуды стеклян-
ные можно в тех случаях, когда в них
не приходится опускать тяжелые ме-
таллические предметы, например, в
работах по определению
теплоты плавления льда
(§ 181) и теплоты паро-
образования воды (§ 190),
в работах по электриче-
скому току. Наконец,
можно даже обойтись и
вовсе без наружных со-
судов или окружать вну-
тренний сосуд матерча-
тым чехлом или слоем
ваты.
С удобством в каче-
стве калориметров могут
пойти распространенные
широко алюминиевые или жестяные кружки (литровые и
полулитровые). Некоторые авторы для работ по теплоем-
кости применяют калориметры меньших размеров, беря тон-
костенные медные цилиндрики и бритвенные никелированные
или алюминиевые стаканчики высотой 7—8 см, диам. 4—6 см Х
емкостью 80—200 см6. К калориметру нужна мешалка. Наи-
более подходящая состоит из латунной ручки (длина 15—18 см,
толщина 2,5 мм, с припаянной пластинкой в форме буквы „Са
(толщина 0,8 мм). В качестве мешалки может быть взята и
просто палочка, стеклянная или деревянная, а также птичье
перо.
Термометр удобнее не прямо опускать в калориметр, а зак-
реплять в штативе. Можно, конечно воспользоваться и обычным
штативом, но он для данной цели слишком громоздок. Удоб-
нее небольшой штативчик с держалкой, изображенный на
рис. 358. Может быть взят и более простой штативчик — стер-
женек на стоечке с передвигающейся пробкой. В последнюю
Рис. 380.
Рис. 381.

вставлен крючок, к которому на нитке или проволоке подве-
шивается термометр. Иногда устраивают деревянную стойку
(рис. 380). Размеры ее при данных выше размерах калори-
метра: основание 25 см Х 17 см Х 3 см, вертикальная часть
36 см Х 4 см, см, верхняя горизонтальная 14 см Х^ см Х
XI см, крест на основании 15 см^\ см с двумя выре-
зами 11 см и 8 см. Иногда держалку для термометра припаи-
вают к наружному сосуду калориметра (рис. 381).
35. Работы 162 и 164 можно поставить иначе. Вес спирта
не определять, а нагревание производить 1, 2, 3 мин. при
300 Г воды; 1 мин. при 200 Г\ 3 мин. при 100 Г; 1 мин. при
100 Г масла. Каждый раз брать произведение веса воды на
разность температур.
36. В работе 163 разность температур, наблюденной и вы-
численной при аккуратной работе учащихся, не превышает 1/2%.
Примеры
1. МА=Мо = 250 г.
/1 = 15,3°, t2=39,3°-
Т (из опыта; = 27,5°, Т (по вычислению)=27,3°.
2. Мг = 200 г, Л*2 = 300 г.
/1 = 24,7°, *2 = 47,9°.
Т (из опыта) •= 38,1°, Т (по вычислению) = 38,6°.
37. Грелка для тел, применяемая в работах 166 и 167
(рис. 339), представляет латунный или жестяной цилиндриче-
ский сосуд (высота 14—16 см, диам. 10—11 см), закрываю-
щийся крышкой с деревянной пуговкой; крышка должна сни-
маться совершенно свободно. Внутри, на расстоянии 4—5 см
от дна, устанавливается латунная сетка, прикрепленная к ла-
тунному или жестяному кольцу; последнее или кладется на
три выступа, припаянные к стенкам цилиндра, или прикреп-
ляется к низенькому вынимающемуся треножнику. При ука-
занных размерах грелки в ней могут одновременно поместиться
3—4 тела. Поэтому одной грелки достаточно для 3—4 рабо-
тающих групп. Учащиеся должны быть предупреждены о не-
обходимости следить за тем, чтобы в грелке под сеткой всегда
была вода: при отсутствии последней грелка распаивается. Еще
один тип грелки — двойной сосуд с ручкой. Подогреваемое
тело помещается во внутреннюю полость. Между стенками
наливается вода. В верхнее отверстие вставляется термометр.
Грелку можно заменить кастрюлей или кружкой с кипящей
водой.
В том случае, если при определении теплоемкости иссле-
дуемое вещество берется в раздробленном виде (дробь, ку-
сочки проволоки или стекла, мелкие гвозди), нагревание про-
изводится в широкой пробирке (диам. 3 см, длина 15 см).
Пробирка закрывается пробкой (предварительно вставляется

термометр) и погружается в кастрюльку или кружку с кипя-
щей водой. Удобнее пробирку закрепить в пробке на прово-
лочном треугольнике.
Если горелка или лампочка находится близко от калори-
метра, последний следует загораживать картонным или дере-
вянным щитом. Щит (40 см X 40 см) устанавливается в прорезе
дощечки или прибивается к ней с одного края. Лист картона
может быть набит на рамку с ножками, вращающимися на
винтах.
38. В работах 166 и 167 для экономии времени вес твердых
тел и калориметра может быть заранее определен и указан
учащимся. Во всяком случае можно обойтись 2—3 экземпля-
рами весов и разновесов. Жидкости (вода и керосин) могут
быть вместо мензурки отмериваемы колбочками или бутылоч-
ками, вмещающими до заранее нанесенной метки 100 см,.
39. Примеры к работе 166.
1. В калориметре 500 г воды при 13°. Погружались нагретые до 100*
железные гирьки по 200 и 400 г и свинцовые по 200 и 400 г. Температура
воды в калориметре повышалась на 3,5°. 7°, 1° и 2°. Для теплоемкости же-
леза и свинца получились числа 0,1 и 0,03.
2. В калориметре 50 г воды при 12°. Погружались нагретые до 100°
кусочки свинца и цинка по 32 г. Температура воды повышалась на 2° и 5°.
Для теплоемкостей свинца и цинка получились числа 0,036 и 0,094.
Максимальная погрешность, которая получается в работах
166 и 167, достигает 7—8% измеряемой величины, т. е. может
сказаться уже на первой значащей цифре. Наибольшее влия-
ние на результат оказывают первоначальная и окончательная
температура воды; поэтому они и должны измеряться с воз-
можной тщательностью.
Ставя работу во второй ступени (IX класс), следует взять
термометры с делениями на доли градуса (jr или ^ Погреш-
ности в определении массы воды и тела даже в 1 г и темпе-
ратуры кипения воды в 1/2 дают в окончательном результате
погрешность менее 1%» т. е. сказываются на второй значащей
цифре. Поправка на теплоемкость калориметра также состав-
ляет несколько единиц второй значащей цифры, тогда как
благодаря ошибкам при определении температур получается
ошибка уже в первой значащей цифре. Это делает излишними
точные взвешивания, точный отсчет температуры кипения воды
по показаниям барометра и поправку на калориметр. Однако,
введение последней поправки полезно в целях упражнения
учащихся в калориметрических расчетах. Помимо того, полезно
разобрать с учащимися влияние всех факторов на результаты,
получаемые в данных работах.

Вот результаты некоторых работ учащихся:
Железо . . . . 10 измер. 0,100—0,126; средн. 0,111
Медь . . . 10 0,084—0,096; » 0,089
Олово . . . . 10 0,049—0,058; • 0,054
Свинец . . . . 10 0,026-0,034; 0,030
Керосин . . . 10 0,42 —0,59 ; 1 0,52
Смотри о результатах при определении теплоемкости также:
Дрентельн, Пособие для практических работ по физике,
стр. 186; Собрание лабораторных упражнений, составленное
комиссией при образцовом физическом кабинете Педагогиче-
ского музея в Киеве, стр. 90, и Глинка, Опыт по методике
физики, раб. 33, стр. 124. Вместо керосина в работе 167 могут
быть взяты и другие жидкости: вазелиновое масло, глицерин,
спирт. ?
40. Для качественных опытов по выяснению зависимости
количества тепла от массы тела, температуры и его удельной
теплоемкости может быть применен упрощенный двойной тер-
москоп (рис. 346). Манометры соединяются с двумя склянками,
плотно закрытыми пробками с вставленными в них пробир-
ками. 1
41. В работе 168 (определение температуры при помощи
калориметра) точность результата зависит преимущественно
от точности отсчета разности температур воды. Ошибка в 0,1°
в определении разности в данном примере повлекла бы изме-
нение окончательного результата больше чем на 50%- (Большую
роль играет, какую величину взять для теплоемкости при дан-
ных температурах.) Если бы в приведенном примере вместо
0,23 взять для железа число 0,11 (отвечающее обычным тем-
пературам), окончательный результат получился бы вдвое
меньший. Наконец, на получаемый результат влияет: все ли
части тела были одинаково погружены в пламя и как быстро
был совершен перенос в воду. В силу всего сказанного окон-
чательный результат позволяет лишь приблизительно судить
о температуре, до которой было нагрето тело в пламени. Работа,
однако, в высшей степени ценна как упражнение на примене-
ние метода смешения и в виду того, что она дает указание
на способ определения высоких температур.
Пример
Масса воды 500 г Первоначальная температура . . 15,4°
железного колечка . . 1,21 , Окончательная „ 15,66
Теплоемкость железа — 0,23
Температура железного колечка, накаленного в пламени спиртовой лам-
почки, 375°.
1 Знаменский. Методика преподавания физики в средней .школе,
1954, стр. 368, рис. 100.

Результаты, полученные разными группами (разные колечки, различные
спиртовые лампочки.
349° 515°
323° 375°
498° 415° Среднее 397°
348° 315°
318° 514°
Вместо железного колечка можно взять согнутый желез-
ный гвоздик.
42. § 169 и 170, п. 6.
Примеры
1. Спиртовая лампочка
2. Примус
Могла бы быть поставлена работа (в кружке учащихся)
с самоваром
3. Самовар
Интересны указания о тепловом балансе самовара П. С. Ма-
торина в Сборнике статей по вопросам физико-математиче-
ских наук и их преподавания (под редакцией Бачинского
и Михайлова, т. I, Гиз, 1924, стр. 131). Вот данные, при-
веденные им и изображенные на диаграмме: 30% пошло на
нагревание воды, 5% — на нагревание самого самовара, 1% по-
терялся вследствие охлаждения и 64% улетучилось в трубу.
43. Очень ценной была бы работа по определению калорий-
ности, например, спирта. Для этой цели имеется прибор
Д. Д. Галанина и Д. И. Сахарова (Институт политех-
нического образования в Москве).

Распространение теплоты (§ 171—173)
44. § 171. Закопченная колбочка может быть заменена
закопченной бутылочкой (аптечной тонкого стекла). Маномет-
рическая трубка может быть закреплена на отдельном штативе.
Жидкость для манометра лучше взять более легкую — керо-
син, вазелиновое масло (подкрасить альканином). Колбу или
бутылочку закоптить надо заранее над коптящим пламенем
спиртовой лампочки, в которую налить вместо спирта скипидар
(с добавлением денатурированного спирта). Коптить лучше в
вытяжном шкафу (во всяком случае, вдали от приборов).
45. § 172. До опыта с огарком (п. 7 и 8) можно предло-
жить учащимся держать непосредственно в руках концы мед-
ной и железной проволок, погрузив другие концы в пламя.
Учащиеся очень быстро выбросят из рук медную проволоку,
что не менее показательно, чем выпадение из огарка. Нагре-
вание можно вести в пламени свечи. Опыт с огарком свечи
может быть заменен опытом, при котором на две проволоки —
медную и железную прикрепляются воском гвоздики или дро-
бинки. Последние отпадают по мере прогревания проволок
(см. учебник Перышкина, Фалеева, Крауклиса, ч. II
для VII кл., рис. 30; Красиков, Упрощенные приборы, стр. 112,
рис. 98).
Опыт с пробиркой (п. 10) будет еще более убедителен,
если на дно пробирки погрузить кусочек льда, а чтобы он не
всплывал, поверх него положить свинцовую пластинку или
металлическую сеточку. Учащихся следует предупредить, чтобы
они наливали в пробирку воду не до самого конца и не давали
воде переливаться через край; в противном случае пробирка у
края лопается. Вместо пробирки можно применить небольшую
скляночку (из-под лекарства) и нагревать ее на пламени свечи.
46. § 173, п. 1. Размеры двойного термоскопа (рис. 346).
Вертикальная доска 35 см × 10 см × 0,7 см.
Основание 18 см × 12 см.
Приставка для помещения приборов 22 см × 5 см × 1,5 см.
Колена манометрической трубки 30 см × 33 см.
Расстояние между коленами 2 см.
Диаметр трубок 4 мм.
47. § 173, п. 8. Змейка (рис. 348) вырезается из плотной
писчей бумаги (3—4 витка по 10—15 мм шириной). В центре
змейки делается выемка для несколько заостренной проволоки.
Вместо змейки может быть применена вертушка с крыльями
из жести или картона.1
48. § 173, п. 9. Опыт со свечным огарком и ламповым
стеклом (рис. 349) для своей удачи требует, чтобы стекло
1 Дрентельн. Физические опыты в начальной школе, стр. 161,
рис. 219; Галанин. Физический кабинет в начальной школе, стр. 108,
рис. 61.

было не слишком широкое и с узким перехватом. При широ-
ком стекле горение продолжается и в том случае, когда стекло
плотно прижато к крышке стола: воздух поступает сверху.
Надо предварительно испытать все стекла.
49. § 173, п. 10. Модель водяного отопления можно приго-
товить любых размеров. Правая трубка может быть взята и с
одним коленом. Пробки предпочтительнее резиновые. Если
берутся корковые, они должны быть хорошо подогнаны.
Плавление и отвердевание (§ 174—183)
50. § 174. Данная работа является основной. Горячую воду
надо подготовить уже до урока для всех работающих групп.
Характер работы позволяет сгруппировать около одного при-
бора даже 4—5 человек. В том случае, если карманных часов
не окажется у всех работающих групп, один из учащихся,
пользуясь звонком или просто ударяя о доску, дает громкие
сигналы через каждые полминуты. Удобнее, конечно, большие
классные часы с секундной стрелкой. Начиная от комнатной
температуры и до 90° (нафталин плавится при 79—80°), при-
дется сделать отсчетов 40, при процессе охлаждения — отсче-
тов 30. Таким образом, работа может уложиться при полной
налаженности в академический час (45 мин.). Сводка резуль-
татов и вычерчивание графика потребуют еще полчаса. Внут-
ренняя пробирка берется обычных размеров (\2-^см—15см\
Xl-j), широкая — таких размеров: длина 16 см, диа-
метр 3—3 1/2 см. Нафталина насыпать надо небольшое количе-
ство, чтобы он только покрыл резервуар термометра. Учащих-
ся надо предупредить, чтобы они соблюдали осмотрительность,
помешивая нафталин термометром: пробирка легко может
быть пробита. Когда нафталин затвердеет, термометр также
легко сломать при вынимании: если он не вынимается, про-
бирку надо нагреть, опуская в горячую воду. Температура
отвердевания часто получается несколько ниже температуры
плавления. За отсутствием химического стакана и пробирок
последние могут быть заменены металлической кружкой, ши-
рокогорлой склянкой и маленькой аптечной склянкой. На гор-
лышко склянки, чтобы она не всплывала, надо надеть свин-
цовую полоску. Чтобы следить за состоянием вещества, склянку
придется по временам приподнимать.
Многие авторы ограничиваются наблюдением только про-
цесса отвердевания. В этом случае, конечно, не потребуется
лампочек. Учащиеся, опустив пробирку с нафталином в под-
готовленную заранее горячую воду, расплавляют его, а затем
уже, опустив в нафталин термометр, наблюдают остывание.
При этом часто довольствуются лишь одной внутренней про-

биркой. Результаты получаются в последнем случае хуже, чем
при двойном сосуде. Можно посоветовать помещать пробирку
хотя бы в чайный стакан. Несомненно, наблюдение всего про-
цесса в целом — и плавления и отвердевания — дает более
полную картину. Вместо нафталина применяют еще парафин.
Однако последний дает гораздо менее удовлетворительные
результаты.1
51. § 175. Трубочка В (рис. 352) берется длиною 8—12 см,
внутренний диам. 5 мм, внутренний диам. оттянутого кончика
1—2 мм, длина 4 см. Наполнение исследуемым веществом
может вестись двумя способами. 1) В трубочку, уже запаян-
ную с тонкого конца, вводят небольшой кусочек (с горошину)
данного вещества, затем, осторожно нагревая трубку над
пламенем, расплавляют его и дают полученной жидкости со-
браться в оттянутом конце трубки. 2) Оттянутый конец трубки
не запаян. Исследуемое вещество расплавляется в пробирке,
в нее погружается оттянутый кончик трубки, и жидкость вса-
сывается в трубку, затем оттянутый кончик запаивается на
подготовленном пламени. Трубочки, раз наполненные, остаются
для последующих работ. Следует все трубочки пронумеровать
и снабдить надписями с названиями веществ. Данный метод,
конечно, применим и к нафталину, с которым проводилась
основная работа (§ 174). Емкость стакана — 250 смд. При на-
блюдении необходимо тщательно размешивать воду, когда тем-
пература ее находится вблизи температуры плавления и отвер-
девания исследуемого вещества. Наблюдениям может несколько
мешать выделение пузырьков растворенного воздуха. Их надо
удалять или, еще лучше, пользоваться свежепрокипяченной
водой. Температура плавления получается несколько выше,
а температура отвердевания — несколько ниже; среднее из обоих
отсчетов дает при аккуратном наблюдении величину, весьма
близкую к действительной температуре. Разным группам уча-
щихся можно дать трубочки с различными веществами,
Результат свести в общей беседе.
Сходным с данным приемом для определения температур
плавления и отвердевания легкоплавких веществ является
прием, указанный в § 183, п. 4.2
52. § 176 и 177, п. 1, 2, 3. Показания термометра при плав-
лении не получаются достаточно определенными. Поэтому в
данных работах приходится ограничиваться наблюдением по-
казаний только при отвердевании, при плавлении же устано-
вить лишь очень приблизительно точку плавления только для
того, чтобы при процессе отвердевания учащиеся уже мог-
ли внимательнее проследить за моментом самого отвердева-
ния, зная примерно область температур, где следует ожидать
1 См. также Собрание лабораторных упражнений Киевского педагоги-
ческого музея, стр. 72.
2 Там же, стр. 70.

отвердевания. С оловом и сплавами результаты получаются луч-
ше, со свинцом, имеющим более высокую температуру плавле-
ния— хуже. Температуры отвердевания для олова и свинца
получаются на несколько градусов ниже действительных (сви-
нец— 327 — 330°, олово —230 —232°, половинник —200°, трет-
ник—180°) вследствие того, что большая часть ртутного стол-
бика находится не в металле, а вне его. В виду сложности
поправку на выставляющийся столбик не приходится делать.
Так как все наблюдения при остывании
длятся для свинца минут 7, олова — минут
10 и сплавов — минут 15, работу можно
повторить, что позволит получить более
надежные результаты.
При тигельке емкостью 50 см? (высо-
той 4 см у диам. 4,5 и 2,5 см) олова по-
требуется граммов 150, свинца — 200; для
половинника —100 г олова, 100 г свинца и
для третника—100 г олова и 50 г свинца.
Каждого металла и каждого сплава можно
иметь не на каждую группу, так как
группы могут обмениваться материалами.
Некоторыми руководствами предлагается
для данных работ специальный котелок
(рис. 382). Он делается из чугуна или
меди. Размеры его могут быть: высота —
10 см и диам. — 4,5 см. Подвешивается на
конце штатива с помощью проволочного
кольца с тремя отростками. Внутрь встав-
ляется закрытая снизу железная или медная
трубочка для термометра. Трубочка при-
крепляется к котелку тремя проволочками.
Металл помещается в нижней части котелка вокруг трубочки
С термометром.
Внимание учащихся должно быть обращено на бережное
обращение с термометром и внимательное наблюдение за по-
вышением температуры (см. описание работы).
Сплав из четырех металлов (свинца, олова, кадмия и вис-
мута), указанный в § 183 (п. 2 и 3), известный под именем
„сплава Вуда", интересен своей низкой температурой плавле-
ния (65°). Его температура плавления и отвердевания может
быть определена как по способу § 175, так и по способу § 176.
Температуры плавления висмута и кадмия 270° и 320°.
53. § 178. Серноватистокислый натрий должен быть взят
очищенный.
54. § 180 —181. Здесь даются два приема определения теп-
лоты плавления льда. В первой работе количество тепла изме-
ряется по времени горения лампочки. Результаты получаются со
значительной погрешностью, но показателен и прост самый прием.
Рис. 382.

Вторая работа (§ 181) идет по методу смешения. Вода для
работы берется в целях компенсации влияния окружающей
среды на 5—10° выше комнатной. Если воды в калориметр
наливается 150—200 г, как указано в описании работы, льда
потребуется 40—30 г для понижения температуры на несколько
градусов ниже комнатной; при 400—500 г воды — 70—80 г
льда. Лед должен быть чистый, не мерзлый, но сухой. Лед,
долго лежавший в комнате в мелких кусках, дает много пор
с водой и для работы не годится. Лучше его держать в же-
стяном сосуде с крышкой, помещенном в более широкий со-
суд со льдом и водой. Погрешность в окончательном резуль-
тате может достигнуть 2—3°/0- У учащихся она нередко до-
стигает 5°/0. Она зависит главным образом от ошибок при
определении первоначальной и окончательной температуры
воды. Поэтому для получения приличных результатов тре-
буется термометр с делениями на ^ или у . Осложнение в
работу вносит также необходимость достаточно точного опре-
деления веса растаявшего льда. Ошибка в 0,5 г влечет за
собой в окончательном результате погрешность в одну-две
единицы. Необходимо также учитывать тепло, потерянное ка-
лориметром.
Постановка работы может быть и упрощена. Берется мен-
зурка (100 смъ), на наполняется тепловатой водой. После
измерения ее температуры в мензурку опускается несколько
кусочков хорошо осушенного фильтровальной бумагой льда.
Когда весь лед растает и температура перестанет понижаться,
вновь ее измеряют. По изменению объема воды определяют
вес опущенного льда.1
Примеры
м т t Т т1 с
360 г
400 „
200 ,
60 г
79,8 „
36,5 „
20,2°
22°
23,2°
6,8°
5,5°
8,7°
140
152
115
0,095
0,095
0,19
76,6
80,2
79,4
Результаты, полученные одним из классов:
78,3 82,5
79,2 76,0
75,0 79,0
80,9 83,3 Среднее 79,5
78,0 80,4
79,5 82,0
1 См. также Собрание лабораторных упражнений, стр. 91 и Глинка,
Опыт по методике физики, раб. 37, стр. 131.

Парообразование (§ 184—196).
55. § 185. Длина трубки до колпачка (рис. 355) 15—20 см,
диам. 5—6 мм.
56. § 188. О ртутном манометре см. ч, I.
57. § 189—190. В первой работе применен прием определе-
ния теплоты кипения по времени горения лампочки, указан-
ный в главе третьей и пятой для определения теплоемкости
и теплоты плавления льда. Он прост и показателен, хотя и
дает часто результаты со значительной погрешностью.
Пример. 100 г воды в колбе (темпер. 16,5°) нагревались на спирто-
вой лампочке до кипения в течение 7 минут. При дальнейшем нагревании
в течение 7 мин. выкипело 15 г воды. Теплота кипения 557 калорий.
Однако и применение метода смешения (§ 190) также дает
погрешность не менее 3—4%. Главные ошибки, как и при
определении теплоты плавления льда, зависят от неточностей
при измерении температур воды в калориметре, начальной и
конечной, а также при определении веса сгустившегося в воду
пара. Поэтому следует применять термометр, деленный на
десятые или пятые доли градуса, а взвешивание производить
поточнее.
Но есть и еще источник ошибки: это перенос вместе с па-
ром в воду калориметра капелек воды. Паросушитель поэтому
нужен, хотя и он не избавляет вполне от переноса вместе
с паром воды. Размеры латунного или жестяного кипятильника,
изображенного на рис. 358: длина 12 см, диам. 5 см. Он весьма
удобен: вода, нагреваемая на спиртовой лампочке, быстро за-
кипает. Для экономии времени может быть до урока заготов-
лена горячая вода. Вместо указанного кипятильника может
быть применена жестянка из-под керосина или колба.
Пробирка, служащая паросушителем, может иметь раз-
меры: 15 см длины и 2—3 см диам. Пробирку полезно окутать
ватой или войлоком. Вместо пробирки может быть применена
широкая трубка (длиною 10—12 см, диам. 3,5 см). В широкую
трубку через пробку проходят две трубочки (длина 15—20 см,
диам. 8 мм). Трубка обертывается ватой или войлоком. Может
быть также применена и просто скляночка с пробкой и двумя
трубочками. Еще один тип паросушителя (сухопарника) указан
в Курсе физики Фалеева и Перышкина, ч. II, IX класс,
рис. 78.
Если удовольствоваться грубыми результатами, работу
можно упростить: паросушитель не применять, вместо калори-
метра взять мензурку и, пользуясь ее показаниями, опреде-
лять вес воды и вес сгустившегося пара.

Примеры
м т h h Т mi с
500 г
500 „
200 „
10 г
4 „
4,8,,
17,3°
13°
11,2°
100,4°
100,3°
100°
29,5°
17,7°
24,5°
140
116
92
0,095
0,095
0,19
536
518
527
Результаты, полученные одним из классов:
529 531
521 529
525 516 Среднее 530
523 538
542 550
58. § 193. Размеры прибора для определения давления во-
дяных паров при различных температурах (рис. 359):
Вертикальная доска . . . 90 см X 12 см X 1,3 см
Основание 22 см X 22 см X 1,3 см
Трубка А для паров . . . длина 85 см, диам. 0,6 см
Широкая трубка С . . . . „ 60 „ „ 5 ,
Пробку а лучше взять резиновую.
В полученные для давления величины следует внести по-
правки (особенно при более высоких температурах), принимая
в расчет расширение ртути от теплоты. Если при некоторой
температуре t найденное давление выражается длиною ртут-
ного столба ht, то истинное давление h, отнесенное к 0°, бу-
дет равно 1 + 0,00018, что приблизительно можно считать рав-
ным ht (1 —0,00018 t)\ здесь 0,00018 — коэффициент расширения
ртути.
59. § 195. Размеры стеклянной трубочки: длина 3—4 см,
диам. 5—б мм. Наполнение трубочки эфиром производится так.
Трубочку подогревают и затем открытым концом погружают
в чашечку с эфиром. В таком состоянии трубочку надо дер-
жать, пока она совершенно остынет: эфир заполнит трубочку.
Погружая трубочку в стакан с горячей водой (температура
около 40°), дают части эфира испариться, чтобы эфир занимал
меньше половины, но больше трети трубочки. Тогда к оттяну-
тому кончику трубки подносят горелку или лампочку и за-
плавляют отверстие (трубочку при этом из воды не вынимать).
Размеры клепаного железного ящика: высота 8—10 смт
площадь основания 7 см\7 см. Может быть взята и жестя-
ная цилиндрическая коробка.
Для серного эфира критическая температура получалась
в пределах 190—198°. Кроме эфира, можно взять спирт, бензин.
60. § 196, п. 2 и 3. Размеры коленчатой трубки в работе:
длинное колено 20 см, короткое —7 см; расстояние между
ними 2 см, диам. 2—3 мм.

61. § 196, п. 5. На дно сосуда А надо положить немного
ваты (асбестовой) или сухого песку; иначе упавшая ампулка
может разбить дно. Данный метод для определения плотности
паров известен под именем метода В. Мейера. Может быть
применен другой метод — Дюма.1
Влажность воздуха (§ 197—198)
62. § 197. В работе стеклянный стаканчик, для того чтобы
лучше уловить момент появления росы, можно заменить бле-
стящим металлическим. Можно также наклеить на стеклянный
стаканчик полоску станиоля (листового олова). Вместо стакан-
чика можно взять пробирку (закрепив последнюю в штатив
или стоечку).
63. § 198. Стаканчик для гигрометра (рис. 367) никели-
рованный, хуже алюминиевый (стаканчик для бритья). Размеры
подходящие: высота 8 см, диам. 7 и 4,5 см. Размеры стакан-
чика и количество эфира должны быть подобраны так, чтобы
над пробкой были видны деления, ближайшие к 0°. Можно
взять и стеклянный стаканчик с полоской станиоля или по-
серебренный. Вместо стакана может быть применена пробирка
посеребренная или трубка с блестящей поверхностью. В этом
случае можно обойтись с меньшим количеством эфира. Удо-
бен гигрометр Ламбрехта.2
У различных групп учащихся результаты получаются
довольно пестрые, обычно меньше истинной величины. Это и
понятно, так как уловить момент появления росы для непри-
вычного глаза довольно трудно.
Для психрометра можно с успехом применить ванные ^тер-
мометры. Размеры деревянной стоечки: основание 20 см$(
Х 11 см X 1,5 см, вертикальная часть 21 см х 2 см Х 1,8 см
и верхняя горизонтальная 17 см X 4 см х 1,3 см. Кисея или
батист должны быть незагрязненные. Уровень воды ниже
шарика термометра на 2—3 см. Вода—дестиллированная, чи-
стая снеговая или профильтрованная дождевая. Можно обой-
тись и одним термометром.
64. Были бы полезны измерения еще с волосяным гигро-
скопом.3
1 Знаменский. Лабораторные занятия, вып. III, 1927, § 280.
2 Гигрометр Ламбрехта. Главучтехпром. Из серии практических руко-
водств к учебно-наглядным пособиям, № 3, 1940.
3 Указания об устройстве самодельных волосяных гигроскопов можно
найти в следующих книжках: 1) Жарков. Метеорологические наблюдения
в школе, Гиз, 1924, стр. 106; 2) Жарков. Самодельные гигроскопы. Сбор-
ник «Физика, химия, математика, техника в трудовой школе", изд. „Работ-
ник просвещения", 1927, стр. 89, рис 16; 3) Красиков. Упрощенные
приборы по физике и опыты с ними, Гиз, 1932, стр. 134, рис. 155; 4) Чи-
кин. Метеорологическая станция любителя, 1919, стр. 29; 5) Усков. Прак-
тические работы по начальному курсу географии, ГИЗ, 1923, стр. 85, рис. 30.

Превращение работы в теплоту и теплоты в работу (§ 199—204)
65. § 199. Металлическая закрытая с одного конца трубка
для опыта, указанного в п. 12 (рис. 370), прикрепляется
к стержню с прямоугольным сечением, который и зажимается
в тиски. В этом случае трубка при натирании веревкой не бу-
дет вертеться. Может быть с удобством использован ружейный
патрон, который припаивается к металлической пластинке,
привинчиваемой к доске. Последняя тисками прижимается
к крышке стола. При отсутствии эфира можно применить гоф-
манские капли, продающиеся в аптеке.
66. § 200. Длина трубки 100 см, диаметр 5—6 см. Для
склеивания трубки А (рис. 76) удобно взять деревянный ци-
линдр длиною 1 м и с диам. 5—6 см. Одну из пробок надо
вставить в трубку вплотную и забить по окружности малень-
кими гвоздиками. Вторую пробку надо сделать с отверстием
для термометра и отверстие закрывать подобранной маленькой
пробочкой. Третья пробка в этом случае не понадобится. Кор-
ковые пробки могут быть заменены деревянными кружками.
Дробь может быть заранее отвешена. Предварительное охлаж-
дение дроби является для получения приличного результата
весьма существенным.
Учащиеся должны быть особо предупреждены о бережном
обращении с термометром. В этой работе его легко разбить.
Так как термометр при измерении температуры дроби обращен
резервуаром вверх, важно, чтобы столбик ртути в трубке не
отделялся от остальной ртути, как это иногда имеет место
в термометрах. При неаккуратной работе учащиеся могут
просыпать дробь, об этом также следует предупредить их.
При измерении температуры дроби трубку лучше всего
опереть о край стола, поворачивая ее в наклонном положении.
Необходимо выждать, пока температура, указываемая термо-
метром, перестанет изменяться. Весь у^пех данной работы —
в правильном отсчете температуры начальной и конечной.
Можно посоветовать работу проделать два раза. Сначала бо-
лее грубо, а потом вторично, когда уже уловлены все осо-
бенности техники данного опыта, с возможно более точным
отсчетом температуры.
Н. В. Кашин применяет стеклянную трубку (длина 100—
120 см, диам. 23 см). Думаю, что в руках учащихся стеклян-
ная трубка для данной работы — неподходящий материал.
Пример
Вес дроби р = 1 кГ.
Высота падения Л = 0.85 м. Работа Л=/?/ш==85 кГм.
Трубка повернута п (100) раз.
Первоначальная температура дроби t\ — 10,5°.
Окончательная „ „ /2=16,5°.

Теплоемкость свинца с = 0,032.
Количество теплоты, приобретенное дробью:
Q = 0,032- т fa — h) = 1 X 0,032 X б ккал = 0,192 ккал.
Механический эквивалент теплоты
А 85
J = -Q = 0,192 кГм/ккал = 443 кГм/кал.
Результат (два класса).
1. 10 измер. 354—530; средн. 435 кГм/ккал
2. 10 „ 358-580; „ 410
А. В. Цингер (Рабочая книга по физике для VI года
обучения, стр. 52) предлагает для измерения количества теп-
лоты Q, полученного дробью, пересыпать ее в калориметр,
наполненный маслом.
См. указания к данной работе у В. Н. Бакушинского.1
Им предлагается и иная установка для определения механи-
ческого эквивалента теплоты. Металлический цилиндр (от
гильзы для охотничьего ружья) надевается на держалку
и между ними зажимается спай термопары из никелина и
меди (предварительно проградуированный). На цилиндр на-
девается жестяная обойма, зажимающаяся в деревянную ру-
коятку. Динамометром, закрепленным за рукоятку, измеряется
сила, необходимая для вращения обоймы. Отметив начальное
показание гальванометра, учащийся делает 20 оборотов обоймы
вокруг цилиндра. В результате трения обоймы о цилиндр они
нагреваются, что отмечается вторым показанием гальванометра.2
Ф. Т. Петраш3 описывает установку с центробежной ма-
шиной. Железная трубка, запаянная с одного конца, встав-
ляется во втулку центробежной машины. Трубка охватывается
зажимом, к концу рычага которого прикрепляется нить. Нить
перекидывается через блок и к концу ее подвешивается чашка
с грузами. Грузы подбираются так, чтобы при вращении цент-
робежной машины рычаг зажима оставался неподвижным.
В трубку наливается ртуть, которая в результате трения за-
жима о трубку нагревается. Разность температур измеряется
термометром, опущенным в ртуть. Число оборотов измеряется
счетчиками оборотов, приспособленными к нижней части втулки
центробежной машины.
Прибор для определения механического эквивалента те-
плоты сконструирован А. И. Глазыриным.4
1 Бакушинский. Организация лабораторных работ по физике
в средней школе, Учпедгиз, 1949, стр. 152.
2 Там же, стр. 155.
3 Журнал „Физика в школе", 1948, № 2, стр. 80.
* А. А. Покровский, А. И. Глазырин и др. Практикум по
физике.

VI. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
205. Электризация. Взаимодействия наэлектризованных тел
(стр. 235, п. 1 и 2)
Приборы и материалы. Толстая стеклянная палочка. Кусок
амальгамированной кожи или шелковой материи. Палочка рогового каучука.
Кусок сукна или шерстяной материи. Палочка сургуча. Кусок серы. Кусок
слюды. Кусок меха. Волосяная кисть с изолирующей ручкой. Мелкие
обрезки папиросной бумаги. Штатив с зажимом. Стеклянная трубка. 2 полых
шарика или цилиндрика из папиросной бумаги с шелковыми нитями
(рис. 383).
1. Держа стеклянную палочку за один (отмеченный) конец,
натрите другой ее конец куском шелковой материи или амаль-
гамированной кожи. Поднесите натертый конец к мелким об-
резкам бумаги. Что при этом происходит?
2. Повторите опыт с палочкой рогового каучука, натирая
ее сукном.
3. Поднесите предварительно натертые стеклянную или
каучуковую палочку к лицу. Испытываете ли какое-либо
ощущение? Не слышите ли при натирании стекла или каучука
и при приближении их к лицу слабого треска?
4. Все отмеченные выше явления указывают, что стекло
и каучук при натирании наэлектризовались.
5. Закрепите стеклянную трубку в зажиме штатива и под-
весьте к ней на шелковой нити легкий полый бумажный ци-
линдрик (рис. 383) (условимся его называть электрическим
маятником). Приближайте к цилиндрику стеклянную палочку,
натертую шелковой материей или кожей, или каучуковую
палочку, натертую сукном. Что замечаете? Что происходит,
когда при приближении наэлектризованной стеклянной или
каучуковой палочки цилиндрик касается ее?
6. Подвесьте на стеклянной палочке два электрических
маятника так, чтобы их можно было сближать и удалять друг
от друга (рис. 384). Отодвиньте один от другого подальше.
Приблизьте к одному из них до прикосновения наэлектризо-
ванную трением стеклянную или каучуковую палочку. Уда-
лите палочку и приближайте другой маятник. Что происходит?

Электризуется ли бумажный цилиндрик от соприкосновения
с наэлектризованной палочкой?
7. Наэлектризуйте оба цилиндрика А и В от которой-либо
палочки и сближайте их. Какое взаимодействие обнаруживают
тела, наэлектризованные от одного и того же источника?
8. Коснитесь наэлектризованных цилиндриков рукой. Исче-
зает ли при этом их электрическое состояние?
9. Раздвиньте маятники и наэлектризуйте их от различных
источников: один — от стеклянной палочки, натертой кожей
Рис. 383.
Рис. 384.
или шелком, а другой — от каучуковой, натертой сукном.
Медленно сближайте их. Что происходит? Какое взаимодействие
обнаруживают тела, наэлектризованные одно от стекла, натер-
того кожей, а другое — от каучука, натертого сукном?
10. Исследуйте, какое взаимодействие обнаруживают маят-
ники, наэлектризованные один от стекла или каучука, а дру-
гой, например, от сургуча, серы, слюды, натираемых сукном
или мехом; от волосяной кисти (с каучуковой или стеклянной
ручкой), натираемой хотя бы о поверхность стола, и др. Ка-
кие из исследованных тел обладают той же электризацией,
как и стекло при натирании его кожей, какие — электризацией
каучука, натираемого сукном? Электризация первого рода
(стекла, натертого амальгамированной кожей или шелком)
называется положительной; электризация второго рода (рого-
вого каучука, натертого сукном или мехом) — отрицательной.
Как вы формулируете взаимодействия наэлектризованных тел?

206. Первоначальное знакомство с электроскопом. Электри-
зация (продолжение) (стр. 235—237, п. 1—3)
Приборы и материалы. 2 одинаковых электроскопа (рис. 385
или 386). Толстая стеклянная палочка и к ней кусок амальгамированной
кожи или шелковой материи. Палочка рогового каучука и к ней кусок
сукна или шерстяной материи. Палочка сургуча. Кусок серы, слюды, пара-
фина, обломок фарфора. Волосяная кисть с изолирующей ручкой. Стеклян-
ная или каучуковая пластинка. Металлическая пластинка с изолирующей
ручкой. Металлический шарик с изолирующей ручкой. Металлическая про-
волока с изолирующей ручкой. Нитки.
1. Рассмотрите, как устроен электроскоп (рис. 385] или
386). Коснитесь шарика электроскопа наэлектризованным оте-
лом. Почему листочки электроскопа расходятся?
Рис. 385.
Рис. 386.
2. Прикоснитесь рукой к шарику электроскопа. Листочки
спадают. Почему?
3. Наэлектризуйте электроскоп от стеклянной палочки, на-
тертой кожей или шелковой материей. Листочки разошлись
на некоторый угол. Снова приближайте ту же наэлектризо-
ванную палочку. Что происходит с листочками? Уберите стек-
лянную палочку и, не разряжая электроскопа, подносите
к нему каучуковую палочку, натертую сукном. Что теперь
происходит с листочками?1 Нельзя ли, применяя указанный
прием, определить знак электризации? Проверьте, какую элек-
тризацию имеют сургуч, сера, слюда (см. раб. 205) при нати-
рании их другими телами. Определите знак электризации ка-
кого-либо нового тела, натираемого другим телом.
4. Поставьте рядом два одинаковых электроскопа. Зарядите
один электроскоп от стеклянной палочки, натертой кожей
(положительная электризация), а другой — от каучуковой
1 Объяснение этого явления вы найдете в работе 208.

палочки, натертой сукном (отрицательная электризация). Добей-
тесь, чтобы углы расхождения листочков . были одинаковы.
В этом случае вы, очевидно, имеете два равных заряда, но
разных знаков. Соедините шарики электроскопов металличе-
ской проволочкой, держа ее за каучуковую ручку. Что про-
изошло? Какой результат, значит, получается, если одному
и тому же проводнику сообщить два равных заряда, но про-
тивоположных знаков? (Последний опыт поясняет, почему
взяты названия: положительная и отрицательная электризация.)
5. Вы знаете, что при трении стеклянной палочки амальга-
мированной кожей или шелковой материей электризуется
стеклянная палочка; при трении каучуковой палочки сукном
электризуется каучуковая палочка. А не электризуются ли
при этом кожа, шелковая материя, сукно? Чтобы исследовать
это, намотайте кусок кожи (амальгамой наружу) или шелко-
вой материи или кусок сукна на стеклянную или каучуковую
палочку и прочно обвяжите их ниткой, чтобы они не сползали.
Держа за изолирующую ручку, натирайте кожей или шелком
стеклянную палочку, а сукном — каучуковую. Убедитесь при
помощи электроскопа, получаются ли на коже (или шелке) и
сукне заряды и какие.
6. Установите, что трение вовсе не необходимо для электри-
зации, а нужно лишь соприкосновение тел и последующее их
разъединение. Наложите на стеклянную или каучуковую пла-
стинку металлическую с изолирующей ручкой. Если они лежат
неплотно, прижмите металлическую пластинку рукой. Разъеди-
ните пластинку стеклянную и металлическую и с помощью
уже заряженного электроскопа исследуйте, какие получились
на них заряды.
7. Ударяйте металлическим шариком с изолирующей ручкой
по разным телам и каждый раз подносите шарик к заряжен-
ному электроскопу. Оказывается ли шарик заряженным?
207. Проводники и изоляторы (стр. 235, п. 1 и 2)'
Приборы и материалы. Электроскоп (рис. 385 или 386). Толстая
стеклянная палочка и к ней кусок амальгамированной кожи или шелковой
материи. Палочка рогового каучука и к ней кусок сукна или шерстяной
материи. Палочка сургуча. Кусочки серы, слюды, парафина, воска, карбо-
лита. Обломок фарфора. Медная, железная, деревянная и стеклянная па-
лочки. Льняная нить. Шелковая нить. Бумажная и картонная полоски.
1. Зарядите электроскоп. Коснитесь шарика электроскопа
металлической палочкой, держа ее в руке. Что происходит?
2. Снова зарядите электроскоп. Коснитесь его шарика су-
хой стеклянной палочкой или трубкой (ненаэлектризованной),
держа ее в руке. Спадаются ли листочки у электроскопа?
3. Еще раз зарядите электроскоп и прикоснитесь к нему
сухой деревянной палочкой. Что замечаете? Проводят ли

электризацию стекло, металлы, дерево? Есть ли разница в про-
водимости у металлов и дерева?
4. Исследуйте проводимость каучука, сургуча, серы, раз-
личных металлов, бумаги, картона, фарфора, воска, парафина,
угля, льняной нити, шелковой нити. Нити испытывайте, держа
их обеими руками за концы и касаясь среднею частью шарика
заряженного электроскопа. Какие из них можно отнести к не-
проводникам или изоляторам, какие — к проводникам, какие
из указанных материалов лучше проводят электризацию, какие
хуже?
5. Исследуйте, как меняется проводимость деревянной
палочки, бумаги или льняной нити, если их взять влажными.
Исследуйте, сохраняет ли свои изолирующие свойства стеклян-
ная палочка, если ее слегка смочить.
203. Электростатическая индукция. Электрофор
(стр. 237, п. 4 и 5)
Приборы и материалы. Толстая стеклянная палочка и к ней ку-
сок амальгамированной кожи или шелковой материи. Палочка рогового
каучука и к ней кусок сукна. Полый металлический или сплошной дере-
вянный, окрашенный алюми-
ниевой краской, шар (диаметр
10 см) на изолирующей под-
ставке 1'рис. 38/, А). Два ци-
линдрических проводчика (ме-
таллических или окрашенных
алюминиевой краской деревян-
ных) на изолирующих подстав-
ках (рис. 387) Электроскоп
(рис. 385 или 386). Пробная
пластинка (бумажный скреп)
с изолирующей ручкой (рис.
388). Парафиновая пластинка.
Медная проволочка. Электро-
фор (рис. 389)..
1. Поднесите к элек-
троскопу, не касаясь шарика, наэлектризованную стеклян-
ную или каучуковую палочку. Листочки электроскопа рас-
ходятся, указывая, что электроскоп заряжен. Около сте-
клянной палочки создалось электрическое поле. Проводник,
внесенный в такое поле, электризуется. Этот способ элек-
тризации носит название индукции. Уберите палочку —
листочки спадаются; электризация исчезла. Разберитесь в этом
явлении подробнее; с этой целью проделайте опыты, указан-
ные дальше.
2. Натирая стеклянную палочку и проводя натертыми ча-
стями по шару Л, укрепленному на изолирующей подставке
(рис. 387), наэлектризуйте последний. Наэлектризовать надо
посильнее, несколько раз касаясь шарового проводника.
Рис. 387.

Вблизи шарового проводника поместите два цилиндриче-
ских проводника В и С тоже на изолирующих подставках
(рис. 387). Проводники В и С приведите в соприкосновение.
Электроскоп поставьте в некотором отдалении.
3. Разъединив проводники В и С, одновременно
удалите их от заряженного проводника А. Убедитесь,
что проводники В и С заряжены. Они зарядились от
наэлектризованного шара А путем индукции.
4. Разрядив проводники В и С, снова поместите
их вблизи шарового проводника. Касаясь пробной
пластинкой Л (рис. 388) цилиндров В и С и каждый
раз перенося заряд на электроскоп, установите,
какие заряды — положительный или отрицательный —
получаются на том и другом конце заряженного
через индукцию проводника ВС, состоящего из двух
цилиндров В и С.
5. Повторите опыт, зарядив шаровой проводник
отрицательным электричеством.
6. Одинаковы ли оба заряда, получающиеся через
индукцию? Для того чтобы это установить, удален-
ные от заряженного шара А и разъединенные про-
водники В и С вновь приведите в соприкосновение.
Оказываются ли они после этого заряженными?
7. Повторите опыт п. 3, но перед разъединением
и удалением цилиндров В и С коснитесь одного из
них рукой. Какого знака заряды оказываются на ци-
линдрах В и С?
Вместо удаления цилиндров В и С можно разря-
дить шар Ау касаясь его рукой.
8. Возвратитесь к опыту с электроскопом (п. 1). Поднесите
к электроскопу наэлектризованную положительно стеклянную
палочку. Какие заряды получились в электроскопе? Не убирая
палочки, коснитесь шарика электроскопа
рукой. Листочки опустились. Отнимите
руку и уберите наэлектризованную па-
лочку— листочки вновь поднялись. Ис-
следуйте, какой заряд сохранился в
электроскопе? Объясните, почему, при-
касаясь рукой к электроскопу, вы увели
в землю только положительный заряд?
Почему отрицательный заряд до удале-
ния наэлектризованной палочки не оказывал влияния на листочки
электроскопа ?
9. Повторите опыт, поднося к электроскопу наэлектризо-
ванную отрицательно каучуковую палочку.
10. Зависит ли величина получаемых через индукцию
зарядов от величины индуктирующего заряда? От расстояния,
на котором находится индуктирующее тело?
Рис. 388.
Рис. 389.

11. Поясните, на чем был основан прием распознавания
заряда, указанный в раб. 206.
12. Электрофор (рис. 389) состоит из пластинки рогового
каучука А и металлического (или деревянного, покрытого
металлической краской) диска В с изолирующей ручкой С.
Наэлектризуйте каучуковую пластинку, натирая сукном или
мехом, и опустите на нее металлический диск, держа за изо-
лирующую ручку.
Коснитесь диска рукой и затем приподнимите его за изо-
лирующую ручку. Коснитесь теперь диска. Получается искра.
Снова положите диск на каучуковую пластинку и опять,
предварительно коснувшись диска рукой, приподнимите его.
Снова можете извлечь искру. Этот процесс получения заряда
на диске вы можете повторить многократно.
13. Исследуйте пробной пластинкой, какой заряд получается
на диске после его снятия с каучуковой пластинки. Полу-
чается ли заряд на диске, если его снять с пластинки, не ка-
саясь предварительно рукой? Как вы объясните процесс полу-
чения заряда на диске? За счет какой работы получается
электрическая энергия диска?
209. Распределение зарядов на проводнике (стр. 237, п. 4 и 5)
Приборы и материалы. Электроскоп (рис. 385). Маленькое ме-
таллическое ведерко к нему (рис. 393). Шаровой проводник (диам. 10 см)
(рис. 390). Полый проводник — куб (рис. 391). Конусообразный проводник
(рис. 392). Изолирующая ножка для них (может быть взята просто парафи-
новая пластинка). Пробный кружок с изолирующей ручкой (рис. 388).
Стеклянная или каучуковая палочка. К ним амальгамированная кожа или
сукно. Электрофор.
1. Наэлектризуйте полый куб (рис. 391), установленный на
изолирующей подставке, касаясь его несколько раз заряжен-
ным диском электрофора.
2. Электроскоп поставьте в некотором отдалении от на-
электризованного куба. Коснитесь внешней поверхности на-
электризованного куба пробной пластинкой, а затем пластинки
электроскопа. Перенесенный с поверхности куба заряд откло-
нит листочки электроскопа на известный угол.
3. Разрядите рукой электроскоп и пробную пластинку. Кос-
нитесь пробной пластинкой наэлектризованного куба с внут-
ренней стороны и затем опять пластинки электроскопа. На-
блюдается ли отклонение листочка? На что это указывает?
4. Из предыдущего, очевидно, следует, что если заряжен-
ной пробной пластинкой коснуться поверхности незаряженного
проводника с внутренней стороны, то заряд целиком перейдет
от пластинки к проводнику. Проверьте это на опыте. Поставьте
на пластинку электроскопа металлическое ведерко (рис. 393).
Коснитесь пробной пластинкой наружной поверхности на-
электризованного куба и затем внутренней поверхности ведерка

электроскопа. Листочки разошлись. Разрядите электроскоп и
вторично коснитесь пробной пластинкой внутренней поверхно-
сти ведерка. Отклонения нет. Для контроля проделайте опыт,
касаясь ведерка с наружной стороны.
5. Пользуясь пробной пластинкой, вы можете таким обра-
зом с определенной части поверхности заряженного провод-
ника целиком переносить заряд на электроскоп.
Касаясь пробной пластинкой различных частей наэлектри-
зованных проводников: сначала шаровой поверхности (рис. 390),
а затем, например, поверхности куба и конуса (рис. 391 и
392), исследуйте, распределены ли заряды всегда равномерно
по поверхности проводника или, напротив, они сосредоточены
Рис. 390.
Рис. 391.
Рис. 392.
Рис. 393.
главным образом в каких-либо ее частях. Каждый раз отме-
чайте величину угла, на который отклонились листочки элек-
троскопа. Где электрическая плотность наибольшая?
6. Прикрепите к головке электроскопа тонкое металличе-
ское острие. Заряжайте его. Затем повторите опыт, удалив
острие. Какая разница? Почему?
7. Еще раз прикрепите к головке электроскопа тонкое ме-
таллическое острие. Поднесите к электроскопу заряженную
палочку — листочек отклоняется; уберите палочку — листочек
не спадается: электроскоп заряжен. Исследуйте, какой на
нем заряд. Как объясняется появление заряда в электроскопе?
210. Потенциал. Количество электричества. Электроемкость
(стр. 235—237, п. 1, 2, 4) J
Приборы и материалы. Два электроскопа (рис. 385>. Две металли-
ческие банки различных величин. Две парафиновые пластинки. Полый кубиче-
ский сосуд на изолирующей ножке. Стеклянная или каучуковая палочка. К ним
амальгамированная кожа или сукно. Металлическая проволока с изолирую-
щей ручкой. Два шаровых проводника (диам. 4—5 см) на изолирующих нож-
ках. Тонкая медная проволока. Пробная пластинка на изолирующей ручке.

1. Поставьте одну из металлических банок на парафиновую
пластинку и соедините ее тонкой проволокой с шариком элек-
троскопа, поставленного от банки на расстоянии около одного
метра. Наэлектризуйте банку. Листочек в электроскопе откло-
нится на некоторый угол. Величина этого угла говорит вам
о степени электризации электроскопа и соединенной с ним
банки или о потенциале наэлектризованного проводника.
2. Поставьте вторую металлическую банку на другую пара-
финовую пластинку, соедините ее со вторым электроскопом и
наэлектризуйте до некоторого потенциала, отличного от по-
тенциала первой банки. Отметьте углы отклонения листочка
в обоих электроскопах. Соедините обе банки проволокой
с изолирующей ручкой. Что произошло?
3. Наэлектризуйте кубический или конусообразный провод-
ник (рис. 391 и 392). Присоедините к шарику электроскопа
тонкую медную проволоку, другой конец которой прикреплен
к пробной пластинке на изолирующей ручке. Держа за ручку,
приведите в соприкосновение пластинку с наэлектризованным
проводником. Электроскоп укажет вам величину потенциала
в точке касания. Касайтесь других точек проводника на внеш-
ней и внутренней поверхности. Изменяется ли угол отклоне-
ния листочков? Значит, одинаков ли потенциал заряженного
проводника во всех его точках? Одинаковы ли заряды во всех
точках (раб. 209)?
4. Поставьте на парафиновую пластинку металлическую
банку меньших размеров. Соедините ее с электроскопом.
Возьмите два равных шаровых проводника на изолирующих
ножках. Зарядите один из них и коснитесь его другим. Оче-
видно, электрический заряд разделился на две равные части:
на обоих шарах одинаковые заряды. Передай-ie банке меньших
размеров заряд одного из шаров, коснувшись последним банки
с внутренней стороны — электроскоп укажет величину потен-
циала. Коснитесь банки вторым заряженным шаром. Увеличился
ли потенциал и во сколько раз при увеличении заряда банки
вдвое?
5. Поставьте на парафиновые пластинки две металлические
банки — малую и большую. Соедините их с электроскопами.
Повторите опыт п. 4, передавая заряд одного шара банке
меньших размеров, а равный заряд второго шара банке боль-
ших размеров. На одинаковый ли угол отклоняются листочки
в обоих электроскопах? Одинаковы ли потенциалы обоих ци-
линдрических проводников, различных по величине, но имею-
щих одинаковые заряды? Который из проводников зарядился
до большего потенциала? Одинакова ли электроемкость обоих
проводников? Электроемкость которого больше?
6. Какую зависимость можно установить между величиной
потенциала, величиной заряда на проводнике и его электри-
ческой емкостью?

211. Конденсатор (стр. 238, п. 6)
Приборы и материалы. Два металлических листа, прикреплен-
ных к дощечкам (рис. 394). Пластинки стекла, каучука, парафина. Парафи-
новая пластинка (рис. 394). Стеклянная или каучуковая палочка. К ним
амальгамированная кожа или сукно. Электроскоп. Тонкая медная проволока.
Лейденская банка (рис. 395). Разрядник (рис. 396). Электрофор.
1. Поставьте металлическую пластинку Л на парафиновую
пластинку с, соедините с электроскопом (рис. 394) и наэлектри-
зуйте. Отметьте величину потенциала.
Рис. 394.
Рис. 395.
2. Приближайте вторую металлическую пластинку 5, со-
единенную с землей. Как изменяется потенциал пластинки Л?
Удаляйте пластинку В от А. Восстанавливается ли прежний
потенциал?
Значит, можно ли приписать уменьшение
потенциала пластинки А при приближении пла-
стинки В уменьшению заряда на пластинке А?
Потенциал уменьшается вследствие того, что
увеличивается электроемкость пластинки Л.
3. Снова подвиньте пластинку В возможно
ближе к пластинке Л. Заметьте величину угла
отклонения листочков. Введите в пространство
между пластинками Л и В тонкую пластинку —
изолятор (стекло, каучук, парафин). Какое про-
изошло изменение в потенциале? Увеличилась
ли емкость проводника Л от замены воздушного
слоя между пластинками Л и В слоем другого изолятора?
Такая совокупность двух проводников, разделенных изоли-
рующим слоем, дающая большую электроемкость, чем один
проводник, называется конденсатором.
4. Разберитесь, как устроена лейденская банка, представ-
ляющая весьма распространенный тип конденсатора (рис. 395).
Зарядите лейденскую банку, касаясь несколько раз диском
электрофора шарика банки или соединив последний с одним
Рис. 396.

из полюсов электрической машины (внешняя обкладка при
этом соединяется с землей).
5. Произведите разряд лейденской банки. Для этого вос-
пользуйтесь разрядником, представляющим проволочную дугу,
на среднюю часть которой надета изолирующая резиновая
трубка С (рис. 396). Взяв разрядник в руку за изолирующую
часть, коснитесь одним его концом внешней обкладки банки
и приближайте другой конец к шарику. Проскакивает яркая
искра.
212. Градуирование электрометра (стр. 236—238, п. 1, 2, 7)
Приборы и материалы. Электрометр (рис. 397). Маленькое ме-
таллическое ведерко к нему. Металлический полый шар на изолирующей
ножке (диам. 4—5 см). Латунная проволока, перемещающаяся в пробке на
штативе (рис. 398). Стеклянная или каучуковая палочка. К ним амальгами-
рованная кожа или сукно. Пробная пластинка с изолирующей ручкой.
Рис. 397.
Рис. 398.
1. Зарядите шаровой проводник А (рис. 398). Пододвиньте
к нему проволоку В, укрепленную в пробке штатива С. Про-
волоку установите на такой высоте, чтобы ее конец прихо-
дился против центра шара. На конце а проволоки В, ближай-
шем к проводнику Л, через индукцию возбуждается заряд про-
тивоположного знака, на дальнейшем конце Ь — такой же по
величине заряд того же знака. Последний отведите в землю.
2. Электрометр поставьте в некотором отдалении от шаро-
вого проводника А. Внешнюю оправу соедините с землей, а на
пластинку электрометра поставьте металлическое ведерко.
3. Прикоснитесь к концу а проволоки В пробной пластин-
кой и перенесите полученный заряд на электрометр (касаясь
внутренней поверхности ведерка). Отметьте величину откло-
нения листочка электрометра. Разрядите электрометр. Снова,
коснувшись пробной пластинкой конца а проволоки В, пере-
несите заряд на электрометр. Угол отклонения получается преж-
ний, так как заряд тот же. (Заряд проводника А остается неиз-

менным и возбуждает в конце а одинаковые заряды.) Таким
образом, пользуясь данной установкой (рис. 398), вы можете
сообщать электрометру одинаковые заряды.
4. Перенесите на электрометр пробной пластинкой с конца а
проволоки В один, два, три и т. д. заряда и каждый раз отме-
чайте величину угла отклонения листочка.
5. Постройте график, откладывая по оси абсцисс углы откло-
нения, а по оси ординат — заряды.
6. Соедините стержень электрометра с одним полюсом цепи,
дающей постоянный ток 100- 200 вольт, а оправу электро-
метра— с другим. Отметьте показание вольтметра и величину
угла отклонения листочка.
7. Последнее измерение позволяет определить в вольтах
значение одной из точек кривой, а по ней можно найти значе-
ние и всех остальных точек. Построенная кривая дает возмож-
ность переводить на вольты градусные деления шкалы электро-
метра.
213. Определение емкости электрометра
Приборы и материалы. Электрометр (рис. 397). Шаровой про-
водник (диам. 4—5 см) на изолирующей подставке. Стеклянная или каучу-
ковая палочка. Амальгамированная кожа или сукно. Тонкая проволока с изо-
лирующей ручкой.
1. Зарядите электрометр так, чтобы получился угол откло-
нения листочка, например, 25—30°. (Внешнюю оправу электро-
метра соедините с землей.)
2. Соедините электрометр тонкой проволокой, держа по-
следнюю за изолирующую ручку, с шаровым проводником
(поставленным в отдалении). Заметьте новый угол отклонения.
Почему он меньше прежнего?
3. Найдите по кривой предыдущего параграфа потенциалы Vt
и V2, соответствующие полученным в предыдущих пунктах
углам отклонения.
4. Емкость шарового проводника равна г см, где г — радиус
шара; емкость электрометра обозначьте через С см. Очевидно,
в первом опыте (п. 1) сообщенный электрометру заряд Q = CVX.
При втором опыте тот же заряд распределился между электро-
метром и шаром; следовательно, в этом случае
Q=(C+r)V2.
Итак
CVx = (C + r)V2,
откуда
г_ г У2
Пользуясь этим выражением, найдите емкость электрометра.
5. Повторите опыт, сообщая электрометру новый заряд, даю-
щий иной угол отклонения.

214. Определение емкости конденсатора (стр. 238, п. 8)
Приборы и материалы. Электрометр (рис. 397). Плоский конден-
сатор (рис. 399). К нему изолирующие квадратные пластинки из каучука
(две различной толщины), стекла, слюды, парафинированной бумаги. Стек-
лянная или каучуковая палочка. К ним амальгамированная кожа и сукно.
1. Определение ведется по тому же плану, как и в преды-
дущей работе. Емкость электрометра (С см) должна быть из-
вестна.
2. Зарядите электрометр до некоторого потенциала V (най-
дете по углу отклонения, пользуясь кривой раб. 212).
3. Соедините электрометр тонкой проволокой, держа послед-
нюю за изолирующею ручку, с нижней пластинкой конденса-
тора А (пластинки В и С удалены,). Найдите новый
потенциал VV
4. Положите на пластинку А изолирующую
пластинку С, а сверху — пластинку В. Соедините
последнюю с землей. Потенциал уменьшился до V2.
5. Обозначая емкость одной пластинки А через
Ct и конденсатора— через С2, а величину заряда —
через Q, вы получите:
Q = CV, Q = (C+Cx)Vlt Q = (C+C2)V2,
откуда найдете:
Ч — ^ •
г _С(У—У2)
6. Пользуясь последними выражениями, найдите С± и С2,
а также (степень увеличения емкости).
7. Повторяя измерения при изолирующих пластинках раз-
личной толщины и различных материалов, исследуйте зависи-
мость емкости конденсатора от толщины и вещества диэлектри-
ческого слоя между пластинками.
215. Дополнительные упражнения
1. Кроме тел, указанных в работе 205 и 206, возьмите еще
ряд других и при помощи заряженного электроскопа испытайте,
какую электризацию они обнаруживают при трении. Провод-
ники при этом снабжайте изоляторами. Примеры: янтарь,
натираемый сукном; плексиглас, натираемый мехом; медный
подсвечник (изолирующая ручка — свеча), натираемый мехом;
лист писчей бумаги, натираемый рукой; каучук, натираемый
бумагой, и др.
2. Убедитесь, что электризация наблюдается при соприкос-
новении твердого тела с жидкостью и их последующем разъ-
Рис. 399.

единении. Для этого опустите кусок парафина в воду и, вынув
его затем из воды, поднесите к заряженному электроскопу,
3. Исследуйте, зависит ли знак электризации данного нати-
раемого тела от природы натирателя. Натирайте стекло один
раз амальгамированной кожей или шелковой материей, другой
раз — мехом. Убедитесь также, что на характер электризации
влияет и состояние поверхности натираемого тела. Для этого
возьмите, например, сначала полированное стекло и натирайте
его фланелью, а затем замените его матовым. Какая электри-
зация получается у полированного стекла? У матового
стекла?
4. Испытайте электропроводность жидкостей: воды, спирта,
керосина, масла. Налейте испытуемую жидкость в стеклянный
стакан, прикрепите к шарику электроскопа один конец метал-
лической проволоки, другой загните и опустите в жидкость.
Зарядите электроскоп. Если жидкость вполне изолирует, ли-
сточки не спадают (для надежности можно стакан поставить
на парафиновую пластинку). Погрузите в жидкость, не касаясь
проволоки, палец. Если жидкость — проводник, листочки элек-
троскопа спадутся.
5. Поставьте электроскоп на пластинку парафина. Наэлек-
тризуйте его, перенося заряды на стержень с листочками. По-
следние расходятся на некоторый угол. Электризуйте теперь
внешнюю металлическую оправу электроскопа: листочки спа-
дают. Но коснитесь рукой внешней оправы, и они опять под-
нимаются. Соедините стержень электроскопа с его внешней
оправой металлической проволокой. Электризуйте электроскоп:
листочки не поднимаются. Обдумайте, в чем дело. Не следует
ли сделать вывод, что электроскоп всегда показывает лишь
разность потенциалов на его стержне и внешней оправе?
6. Исследуйте электрическое поле вокруг наэлектризован-
ного шарового проводника. Электрометр поставьте подальше
(на расстоянии 1—1,5 м) и его стержень соедините тонкой мед-
ной проволокой с маленьким металлическим шариком на изо-
лирующей подставке. Помещая шарик в различных местах около
шарового проводника, вы будете измерять потенциал в раз-
ных точках поля. Как изменяется величина потенциала с уда-
лением от центра наэлектризованного шарового проводника?
Отыщите места одинакового потенциала, образующие равно-
потенциальные поверхности.
7. Исследуйте, руководствуясь указаниями предыдущего
пункта, электрическое поле вокруг цилиндрического или кону-
сообразного проводника.
8. Поставьте металлическую банку на парафиновую пла-
стинку и соедините проволокой со стержнем электрометра.
Внесите в банку стеклянную палочку и амальгамированную
кожу на изолирующей ручке. Натирайте их (не касаясь стенок/
Отклоняется ли листочек электрометра? Выньте кожу и за-

метьте угол отклонения листочка. Кожу внесите обратно, но
выньте стеклянную палочку. Одинаков ли угол отклонения
в обоих случаях? Что доказывает данный опыт?
9. Вблизи наэлектризованного проводника поместите малень-
кий металлический шарик на изолирующей ножке, соединен-
ный проволокой с электроскопом. Поместите между провод-
ником и шариком большой металлический лист, соединив по-
следний с землей. Что замечаете? Образуется ли электриче-
ское поле за пределами металлического листа, соединенного
с землей?
10. На Парафиновую пластинку положите лист жести, на
который поставьте электроскоп и металлическую сетку, охва-
тывающую электроскоп с боковых сторон. Стержень электро-
скопа соедините металлической проволокой с сеткой. Накройте
Рис. 400.
сетку второй жестяной пластинкой. Электризуйте сетку. Рас-
ходятся ли листочки электроскопа? На что это указывает?
11. Наэлектризуйте электроскоп. Поднесите к нему руку.
Что происходит? Почему?
12. Предыдущие исследования (§ 208) показали, что заряды,
получаемые через индукцию, меньше заряда, вызывающего
индукцию. Изучите теперь еще один случай, когда индукти-
рованные заряды равны индуктирующему.
Поставьте на парафиновую пластинку металлическую бан-
ку Л и соедините ее проволокой с электроскопом (рис. 400).
Внесите в цилиндр наэлектризованный шарик В, прикреплен-
ный к изолирующей ручке; последняя пропущена сквозь метал-
лическую крышку D. Электроскоп укажет на появление через
индукцию заряда на внешней поверхности, равного, конечно,
заряду противоположного знака на внутренней поверхности.
Коснитесь цилиндра А рукой. Этим вы уведете в землю заряд
с внешней поверхности. Останутся два заряда: одного знака
на шарике и противоположного знака — на внутренней поверх-

ности цилиндра. Отнимите руку от цилиндра и коснитесь шари-
ком В цилиндра Л. Выньте шарик из цилиндра. Что показывает
электроскоп? Какой вывод вы можете сделать? Для сравнения
повторите опыт, располагая заряженный шарик В вне цилин-
дра Л.
ГЛАВА ВТОРАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТОКА. ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
216*. Элемент Лекланше. Цепь с электрическим звонком
(стр. 238-239)
Приборы и материалы. Элемент Лекланше. Электрический зво-
нок. Электрическая кнопка. 3 отрезка звонковой изолированной проволоки.
Раствор нашатыря. Нож. Наждачная бумага. Листик картона. Графит (от
карандаша).
1. Соберите элемент Лекланше (рис. 401). Для этого опу-
стите в стакан угольный стержень Л с окружающим его матер-
чатым мешочком, напол-
ненным спрессованной
смесью перекиси марган-
ца и кокса (В на рис. 401),
и цинковый цилиндр К.
В стакан налейте насы-
щенный раствор нашаты-
ря. К углю и цинку при-
соедините зажимы для
проводов.
Рис. 401.
Рис. 402.
2. Ножом и наждачной бумагой очистите тщательно концы
у трех проволок с изоляцией. Соедините между собой этими
тремя проволоками элемент, электрический звонок и электри-
ческую кнопку (рис. 402 и 403).
3. Нажмите на пуговку р электрической кнопки — звонок
начнет звонить. Отнимите палец от пуговки р — действие звонка
прекращается. Звонок звенит, когда через него (через намо-
танную на катушки изолированную медную проволоку) прохо-
дит электрический ток.
4. Электрический ток в данном случае получается под влия-
нием химической реакции в элементе , Лекланше. Элемент,

звонок, кнопка и провода составляют электрическую цепь: зво-
нок, кнопка и провода — внешнюю часть цепи, а элемент — вну-
треннюю (рис. 404:). Угольная и цинковая пластинки в элементе
Лекланше представляют полюсы или электроды элемента.
5. Рассмотрите устройство кнопки (рис. 402 и 403). Какую
роль играет нажатие пуговки р? Поместите между пластинками
тип кнопки полоску картона или дерева. Почему звонок не
работает? Выньте картонную полоску. Вставьте графит от ка-
рандаша Действует ли звонок при нажатии на пуговку? При-
соедините который-либо из проводов к одному из зажимов эле-
Рис. 403.
Рис. 404.
мента или звонка не оголенной частью медной проволоки,
а изолированной (покрытой парафинированной ниткой или шел-
ком).
Почему звонок в этом случае не действует? Приведите при-
меры проводников и непроводников (или изоляторов). Что зна-
чит замкнутая электрическая цепь и разомкнутая? Кнопка
в цепи электрического звонка служит замыкателем и выклю-
чателем.
6. По окончании работы слейте жидкость в склянку, все
части элемента промойте в воде.
217*. Тепловое действие электрического тока (стр. 238, п. 12)
Приборы и материалы. Карманная электрическая батарея
(рис. 405) или три элемента Лекланше. Разобранная карманная батарейка.
Прибор для обнаружения тепловых действий тока (рис. 405;. Два зажима
к нему. Электрическая лампочка от карманного фонарика. К ней подставка
с двумя зажимами. Ключ (рис. 407). Три провода.
1. Исследуйте устройство батарейки. Сколько в ней эле-
ментов? Электроды в них такие же, как в элементе Ле-
кланше.

Жидкость здесь та же, что в элементе Лекланше — раствор
нашатыря в воде: им пропитаны древесные опилки, окружаю-
щие электроды. Как соединены электроды между
собой?
2. Составьте при посредстве трех проводов
цепь: из батарейки, прибора, изображенного на
рис. 406, и ключа (рис. 407). Обратите внимание,
чтобы в местах соединения был надежный кон-
такт: поверхности в местах соединений должны
быть тщательно очищены
от слоя грязи, ржавчины,
окислов. Открыв зажим
(рис. 406), установите жид-
кость в обоих коленах ма-
нометра В на одном уровне.
Закройте зажим.
3. Замкните ключом
цепь. Почему поднимается
жидкость в правом колене
манометра В?
4. Рассмотрите, как
устроена электрическая лам-
почка от карманного фонарика.
5. Составьте цепь из батарейки,
электрической лампочки и ключа. За-
мкните цепь. Почему нить лампочки
светится?
Рис. 405
Рис. 406.
218. Аккумулятор (кислотный). Химические действия
электрического тока (стр. 239, п. 14, 15)
Приборы и материалы. Два аккумулятора1 (кислотные). 2 пла-
стины от старого аккумулятора. Газовый вольтаметр (рис. 409). К нему про-
бочка с рукояткой. Медный вольтаметр (рис. 410). Выключатель. 2 зажима.
3 провода. Воронка. Чашка. Раствор едкого натра. Насыщенный раствор
медного купороса.
1. Рассмотрите внимательно кислотный аккумулятор
(рис. 408). В сосуд налит раствор серной кислоты, в которую
погружены две группы пластин со свинцовой основой. Поверх-
ности одних пластин, соединенных между собой, покрыты тол-
стым слоем перекиси свинца; эти пластины (коричневого цвета)
образуют положительный полюс. Поверхности других пластин,
также соединенных между собою, покрыты слоем губчатого
(разрыхленного) свинца; эти пластины (серого цвета) служат
отрицательным полюсом. Никогда не допускайте коротких замы-
каний аккумулятора, т. е. замыканий проводами малого сопро-
1 Для данной работы могут быть взяты вместо аккумуляторов три эле-
мента Грене или две батарейки от карманного фонаря.

тивления (см. дальше): в этом случае получается сильный ток>
который вызывает порчу пластин аккумулятора. Сколько в акку-
муляторе положительных пластин и сколько отрицательных?
2. Наполните сосуд А прибора, изображенного на рис. 409,
наполовину раствором едкого натра К Наполните затем полно-
стью едким натром одну из пробирок (над чашкой), закройте
ее пробкой с рукояткой, поверните и опустите в сосуд А.
Отнимите пробку и установите пробирку на одной из желез-
ных проволочек в прорезе деревянной дощечки D. Поступите
так же и со второй пробиркой. Прибор (рис. 409) носит назва-
Рис. 408.
Рис. 409.
Рис. 410.
ние вольтаметра. Железные проволочки — электроды вольта-
метра.
3. Составьте цепь из аккумуляторов, вольтаметра и выклю-
чателя.
4. Замкните цепь и наблюдайте. Пробирки наполняются га-
зами, вытесняющими из них жидкость. У которого электрода
объем выделенного газа больше? Во сколько раз примерно
больше?
5. Когда та из пробирок, в которой объем газа больше, вся
наполнится газом, выньте ее из сосуда А, заткнув предвари-
тельно (в жидкости) пробкой с рукояткой. Цепь при этом не
размыкайте. Дальше опыт лучше делать вдвоем. Зажгите то-
ненькую лучинку. Держа пробирку вверх дном, откройте пробку
и введите в пробирку зажженную лучинку. Что произошло?
Какой газ находится в первой пробирке? У которого электрода
он выделился — у соединенного с положительным полюсом
аккумулятора или с отрицательным?
6. Когда и вторая пробирочка наполнится газом, выньте ее
из сосуда А, предварительно закрыв отверстие пробкой с
1 Оберегайте от едкого натра руки и платье.

рукояткой. Цепь разомкните. Возьмите тлеющую лучинку. Пере-
верните пробирку отверстием вверх, отнимите пробку и вве-
дите в пробирку тлеющую лучинку. Почему лучинка ярко
вспыхивает? Какой газ оказался во второй пробирке? У какого
электрода он выделился?
7. Наполните стакан от прибора, изображенного на рис. 410,
насыщенным раствором медного купороса и опустите в него
две угольные палочки, укрепленные в дощечке. Собранный
прибор носит название медного вольтаметра. Угольные палоч-
ки — это электроды.
8. Составьте цепь из аккумулятора, медного вольтаметра
и выключателя. Замкните цепь.
9. Заметно ли выделение газа? У какого электрода? По
прошествии минут десяти разомкните цепь. Выньте угольные
палочки. Каким металлом покрылась одна из угольных пало-
чек? На каком из электродов — на аноде или катоде — выде-
лилась медь?
10. Перемените направление тока так, чтобы угольная па-
лочка, покрытая медью, была анодом. Заметно ли теперь выде-
ление газа у анода?
11. Размыкая по временам цепь и вынимая угольные па-
лочки, следите за их состоянием. Что делается с анодной
палочкой, покрытой в предыдущем опыте медью?
219*. Аккумулятор (щелочной). Магнитное действие
электрического тока (стр. 238, п. 11)
Приборы и материалы. Два аккумулятора (щелочные). Разо-
бранный щелочной аккумулятор. Стержень из мягкого железа. Изолированная
медная проволока для наматывания на желез-
ный стержень. Железные опилки. Мелкие же-
лезные гвозди. Три отрезка звонковой изоли-
рованной проволоки для составления цепи.
Электрическая кнопка или ключ (рис. 407).
1. Рассмотрите внимательно щелоч-
ной аккумулятор (рис. 411). Одна из
пластин в нем железная, другая —
никелевая. Пластины погружены в
раствор едкого кали.
2. Обмотайте железный стержень
прилегающими вплотную многими обо-
ротами изолированной медной про-
волоки.
3. Составьте цепь из аккумулятора,
проволоки, намотанной на железный
стержень, и кнопки или ключа. Обратите внимание, чтобы
в местах соединения был надежный контакт: поверхности
в местах соединений должны быть тщательно очищены от
слоя грязи, ржавчины, окислов.
Рис. 411.

4. Замкните цепь ключом и поднесите железный стержень
к железным опилкам или железным гвоздям. Опилки и гвоздь
притягиваются к железному стержню. Разомкните цепь. При-
тягиваются ли теперь опилки к железному стержню?
5. Какой вывод вы можете сделать из проделанного опыта?
220*. Действие тока на магнитную стрелку (стр. 239, п. 13)
Приборы и материалы. Элемент Лекланше, или карманная бата-
рея, или щелочной аккумулятор. Компас. К нему рамка (рис.412). Железный
стержень. Выключатель (рис. 413.) Транспортир. Провода. Лист бумаги.
Кнопки. Чертежный треугольник.
1. Возьмите компас. В каком направлении устанавливается
магнитная стрелка? Возвращается ли стрелка в свое первона-
чальное положение, если вы выведите ее из этого положения,
поднося к ней железный предмет, а затем убирая последний?
Рис. 412.
Рис. 413.
2. Приколите к доске стола кнопками лист бумаги. Прове-
дите по середине его прямую линию, параллельную направле-
нию магнитной стрелки (север — юг), и линию, ей перпенди-
кулярную (запад—восток).
3. Установите вдоль начерченной линии (север — юг) дере-
вянную рамку со вложенным в ней компасом (рис. 412) так,
чтобы вдоль линии были направлены магнитная стрелка и про-
резы рамки.1 Рамку очертите на листе и в дальнейшем не
сдвигайте с места.
4. Составьте цепь из элемента (аккумулятора), выключателя
и двух проводов, из которых один — длинный.
5. Вложите часть длинного провода в прорезы рамки над
компасом и закрепите скобочками (кроме этой части провода,
вблизи магнитной стрелки не должно быть остальных прово-
дов с током).
6. Замкните цепь. Что произошло со стрелкой? Заметьте,
в какую сторону отклонился северный полюс магнитной стрелки.
Разомкните цепь.
7. Сделайте пересоединение проводов: тот провод, который
был соединен с медным электродом, присоедините к цинковому
1 Вблизи не должно быть железных и стальных предметов.

и обратно. Замкните цепь. В ту ли же сторону отклонился
северный полюс магнитной стрелки, как и в предыдущем опы-
те (6-й пункт)? Разомкните цепь.
8. Из опытов п. 6 и 7 ясно, что можно говорить о направ-
лении электрического тока. Принято считать, что ток идет при
элементе Даниэля во внешней цепи от медного электрода
к цинковому, а во внутренней — от цинкового к медному. Мед-
ный электрод в элементе Даниэля называется положительным
или анодом, а цинковый — отрицательным или катодом.
9. Расположите рамку так, чтобы направление магнитной
стрелки составляло прямой угол с направлением провода, рас-
положенного в прорезах над компасом. Замкните цепь. Проис-
ходит ли отклонение магнитной стрелки?
10. Разомкните цепь. Поставьте рамку с компасом в преж-
нее положение (п. 3). Расположите провод в прорезе рамки
над компасом и повторите опыты 6 и 7.
11. На специальных рисунках по данным п. 6, 7 и 10 от-
метьте положения магнитной стрелки при ее отклонениях и
направления электрического тока.
12. Из опытов п. 6, 7 и 10 можно установить следующее
правило Ампера: если положить правую руку на проводник
так, чтобы ладонь была обращена к стрелке, а средние пальцы
указывали направление ток&, то северный полюс стрелки откло-
няется в сторону большого пальца.
Проследите по сделанным рисункам применимость правила
Ампера ко всем рассмотренным в п. 6, 7 и 10 случаям..
13. Оберните проволоку петлей по рамке вокруг компаса
и опять замкните цепь. Магнитная стрелка теперь отклоняется
на больший угол, чем раньше, при опытах п. 6, 7 и 10. По-
чему? Измерьте величину угла отклонения стрелки.
14. Оберните проволоку 5—6 раз по рамке вокруг компаса
и снова замкните цепь. На какой угол теперь отклоняется маг-
нитная стрелка?
15. Собранный в п. 14 прибор может быть назван гальвано-
скопом. Гальваноскоп позволяет обнаружить существование
тока и определить его направление в тех случаях, когда оно
нам заранее неизвестно.
221 *. Переменный ток от центральной станции. Выпрямление
переменного тока (стр. 239, п. 16)
Приборы и материалы. Штепсельная вилка с двойным проводом,
вставляющаяся в розетку (рис. 414, а и б). Электрическая лампочка. К ней
патрон, укрепленный на дощечке, с 2 зажимали (рис. 415). Выключатель
(рис. 416). Алюминиевый выпрямитель (рис. 417). Медный вольтаметр. Ком-
пас с рамкой. 3 провода. 4 зажима. Воронка. Раствор двууглекислой соды.
Насыщенный раствор медного купороса.
1. Подробно ознакомьтесь с устройством и действием лам-
пового патрона (рис. 415), штепсельной вилки (рис. 414, а и б)

и выключателя (рис. 416) (развинтите их). Сделайте схема-
тические чертежи, поясняющие действие приборов.
2. Составьте цепь из лампочки, ввинченной в патрон, вилки
и выключателя.1 Вставьте вилку в стенную розетку, к которой
Рис. 414а.
Рис. 4146.
подведены провода от станции. (Как устроена розетка?) Если
лампочка не горит, поверните рукоятку выключателя—лам-
почка загорелась.^Почему лампочка гаснет, если ее слегка
вывинтить из патрона?v
Рис. 415.
Рис. 416.
Рис. 417.
Проследите путь электрического тока через все приборы.
Как устроена электрическая лампочка? Сделайте пояснитель-
ный рисунок.
3. Введите в цепь, кроме указанных в предыдущем пункте
приборов, еще медный вольтаметр (рис. 410). Замкните цепь
и пропускайте ток несколько минут. Разомкните цепь. Выньте
угольные палочки. Отложилась ли медь на одной из палочек,
как это имело место в работе 218?
1 Соблюдайте осторожность, чтобы не устроить короткого замыкания.

4. Пользуясь компасом (раб. 220,), испытайте, отклоняется
ли магнитная стрелка под влиянием тока, идущего от централь-
ной станции.
5. В цепи идет переменный ток. Переменный ток — это ток,
направление и сила которого периодически изменяется. Обычно
приходится иметь дело с переменным током, который 100 раз
в секунду меняет направление, создавая за это время 50 пе-
риодов (в течение одного периода ток дважды меняет направ-
ление).
6. Введите в предыдущую цепь еще один прибор, состоящий
из двух пластинок — алюминиевой и свинцовой, опущенных
в насыщенный раствор двууглекислой соды (рис. 417). За-
мкните цепь и пропускайте ток несколько минут. Разомкните
цепь. Выньте угольные палочки. Отложилась ли медь на одной
из угольных палочек? На которой — присоединенной к свинцо-
вой пластинке или алюминиевой?
7. Прибор, примененный нами в данном опыте, носит назва-
ние алюминиевого выпрямителя переменного тока. Он пропус-
кает ток только в одном направлении — от свинца к алюминию
и позволяет получить из тока переменного ток одного направ-
ления.
4 8. Пользуясь алюминиевым выпрямителем, пропустите через
медный вольтаметр ток в направлении, обратном тому, какое
было в опыте 6. Что делается с медью, осажденной на уголь-
ной палочке в предыдущем опыте? Осаждается ли медь на
другой палочке?
j 9. Проследите, получается ли отклонение магнитной стрелки
при токе с алюминиевым выпрямителем?
222. Последовательное и параллельное соединение приборов
Приборы и материалы. Карманная электрическая батарея или
четыре щелочных аккумулятора. Две маловольтные электрические лампочки.
К ним подставки с двумя зажимами. Выключатель (рис. 413). Провода.
1. Составьте цепь из батареи (или аккумуляторов), двух
электрических лампочек, включенных одна за другой, и выклю-
чателя.
2. Может ли каждая лампочка гореть независимо одна от
другой?
3. Составьте цепь так, чтобы каждая лампочка могла гореть
и в отдельности, независимо от другой.
4. Начертите схемы той и другой цепи.
223. Дополнительные упражнения
1. Соберите простейший элемент из медной и цинковой пла-
стинок и раствора серной кислоты. Составьте цепь из элемента,
электрического звонка и выключателя. Убедитесь, что, если
цепь держать замкнутой некоторое время, звонок перестанет

звонить. Звонок будет вновь звонить, если вы вынете медную
пластинку, промоете ее и вновь составите цепь.
2. Составьте электрическую цепь, как указано в раб. 216,
но включите в цепь стакан с водой, в который опущены не-
изолированные концы двух проволок. Действует ли звонок?
Прибавьте к воде поваренной соли и размешайте. Получается
ли разница в действии звонка?
Какой вывод можете сделать из
проделанных опытов?
3. Как действует карманный
электрический фонарик? Просле-
дите, как проходит электриче-
ский ток, когда замыкается цепь.
Как происходит замыкание по-
следней?
4. Составьте цепь из несколь-
ких аккумуляторов или элемен-
тов и маленькой модели элек-
тромотора. Замкните цепь. В ка-
кой вид энергии превращается
электрическая энергия в собран-
ной вами установке?
5. Соберите элемент Грене (рис. 418 и 419). Какие элек-
троды в элементе Грене? Какая жидкость?
Составьте цепь из элемента Грене, гальваноскопа и выклю-
чателя. Пользуясь правилом Ампера (раб. 220), определите на-
правление тока и укажите, какой полюс в элементе Грене слу-
жит анодом и какой катодом.
6. Проделайте работу 222 с лампочками, включенными
в осветительную сеть.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
СИЛА ТОКА. НАПРЯЖЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ
224*. Зависимость силы тока от напряжения
и сопротивления (стр. 239, п. 17)
Приборы и материалы. 2 элемента Лекланше. Аккумулятор.
Батарейка карманного фонаря. Гальваноскоп (рис. 420). Реостат (рис. 421
и 422). 4 провода. Жидкость для элемента.
1. Составьте цепь из элемента Лекланше, гальваноскопа
(рис. 420), реостата (проволоки, намотанной на цилиндр или
натянутой на доске) (рис. 421 и 422) и включателя.
2. Замкните цепь и отметьте, на какой угол отклонилась
магнитная стрелка. Разомкните цепь.
3. Измените в реостате длину проволоки, вводимой в цепь,
например, увеличьте ее. Замкните цепь. Снова отмерьте вели-
Рис. 418.
Рис. 419.

чину угла отклонения магнитной стрелки. Отклонение ее больше
или меньше, чем в опыте 2? Разомкните цепь.
4. Повторите опыт предыдущего пункта, уменьшая длину
проволоки в реостате.
Рис. 420.
5. Сделайте выводы из проделанных опытов. Различное от-
клонение магнитной стрелки указывает на различную силу тока
в цепи. О ней и можно судить по углу отклонения стрелки.
Рис. 421.
Зависит ли сила чтока от длины проволоки, введенной в цепь?
Последняя представляет для электрического тока известное
сопротивление. Значит, зависит ли сила тока от сопротивления
цепи ?
Рис. 422.
6. Отметьте еще раз величину угла отклонения магнитной
стрелки при каком-либо сопротивлении, введенном из реостата.
Разомкните цепь.
7. Вместо одного элемента введите в цепь 2 элемента, вклю-
ченные последовательно (катод первого соединен с анодом

второго), сохраняя при этом прежнее сопротивление. Каков
угол отклонения стрелки? Разомкните цепь.
8. Замените элементы Лекланше аккумулятором или бата-
рейкой карманного фонаря. Измерьте угол отклонения стрелки.
Разомкните цепь.
9. Изменяется ли угол отклонения магнитной стрелки от
изменения источника тока? Зависит ли сила тока от источника
тока? Разные элементы и батареи элементов обладают различ-
ным напряжением на полюсах (различной электродвижущей
силой). Значит, зависит ли сила тока, кроме сопротивления,
еще и от напряжения?
225*. Измерение силы тока медным вольтаметром
(стр. 240, п. 18, 19)
Приборы и материалы. Аккумулятор. Амперметр. Медный воль-
таметр. Реостат. Выключатель. 5 проводов. Миллиметровая линеечка. Часы.
Весы. Разновес. Пинцет. Фильтровальная бумага. Раствор медного купороса.
Рис. 423.
Рис. 424.
1. О силе тока в цепи, как вы видели в предыдущей ра-
боте, можно судить по углу отклонения магнитной стрелки
в гальваноскопе.
Но о силе тока можно судить и иными путями, например,
пользуясь химическими действиями тока. Определяя количество
выделившейся меди или водорода (раб. 218) за известный пе-
риод времени, вы также можете измерить силу тока. Измерять
силу тока принято в амперах. Ток силою в 1 ампер выделяет
в течение 1 сек. 0,329 мг меди.1 Для практических измерений
силы тока применяются амперметры, устройство которых может
быть весьма различно. Внешний вид одного из таких приборов
изображен на рис. 423.
2. Составьте цепь из аккумулятора, амперметра, медного
вольтаметра (рис. 424), реостата и выключателя (рис. 425).
1 1,118 мг серебра; 0,116 см9 водорода при 0° и 760 мм давления. Это —
так называемые электрохимические эквиваленты вещества.

3. Замыкая на короткое время цепь, подберите путем проб
в реостате такое сопротивление, при котором получался бы
ток силой в 1 ампер. Когда это будет достигнуто, разомкните
цепь.
4. Выньте из вольтаметра медную пластинку, служащую
катодом, промойте ее хорошенько водой и высушите между
листами фильтровальной бумаги. Затем взвесьте пластинку
(возможно точнее).
5. Вставьте вновь медную пластинку на свое место в вольта-
метр. Замкните цепь и пропускайте ток в продолжение 30 ми-
нут. Следите при этом за показаниями амперметра. Если сила
тока несколько изменяется, доводите ее каждый раз до 1 ам-
Рис. 425.
пера при посредстве реостата. По прошествии 30 минут цепь
разомкните.
6. Выньте катодную пластинку из вольтаметра, осторожно
промойте ее водой, высушите, затем тщательно взвесьте.
7. Каков вес меди, осевшей на пластинке при прохождении
тока силою в 1 ампер в течение 30 минут? Сколько меди вы-
делял в вашем опыте ток силою в 1 ампер в течение 1 секунды?
8. Если полученное число не совпадает с указанным выше
(0,329 мг)у лежит ли разница в пределе той ошибки, которая
возможна при взвешивании на имеющихся у вас весах?
9. Как при помощи описанного приема проверить ампер-
метр?
226*. Постоянство силы тока во всех точках цепи
Приборы и материалы. Аккумулятор (или элемент). Амперметр»
Реостат. Выключатель. 2 зажима. 6 проводов.
1. Составьте цепь из элемента Е, амперметра Л, реостата /?,
выключателя К, проводов и зажимов Рг и Р2 (рис. 426).
2. Замкните цепь и, регулируя реостатом, получите ток
определенной силы (например, 0,5 ампера). Запишите показа-
ния амперметра А. Разомкните цепь.

3. Включите амперметр в цепь между реостатом Я и вы-
ключателем К вместо зажима Р±. Последний поместите между
элементом Е и реостатом /?. Замкните цепь. Какова сила тока?
4. Расположите амперметр между элементом Е и выключа-
Рис. 426.
телем Ку а зажим Р2 — между реостатом R и выключателем /С
Какова сила тока в третий раз?
5. Является ли сила тока постоянной величиной для дан-
ной цепи?
227*. Измерение силы тока в цепи электрического звонка,
карманного электрического фонарика, сети электрического
освещения
Приборы и материалы. Элемент Лекланше. Батарейка карман-
ного фонарика. Электрический звонок. Маловольтная лампочка для бата-
рейки. Электрическая кнопка. Выключатель. Амперметр. 4 провода. Раствор
нашатыря. Штепсельная вилка с двойным проводом. Ламповый выключатели
Патрон для электрических лампочек, укрепленный на дощечке с зажимами.
2 провода для присоединения к сети. Электрические лампочки на различное
число ватт. Амперметр переменного тока.
1. Составьте цепь из элемента Лекланше, электрического
звонка, амперметра и электрической кнопки. Замкните цепь.
Какова сила тока в цепи?
2. Составьте цепь из карманной батарейки, маловольтной
электрической лампочки, амперметра и выключателя. Замкните
цепь. Как велика сила тока?
3. Составьте цепь из электрической лампочки, ввинченной
в патрон, амперметра переменного тока, вилки и выключателя
(рис. 414—416). Вставьте вилку в стенную розетку, к которой
подведены провода от станции. Зажгите лампочку поворотом'
рукоятки выключателя. Измерьте силу тока, проходящего че-
рез лампочку.
4. Повторите измерение предыдущего пункта при других
лампочках.

228*. Измерение электродвижущей силы разных элементов,
аккумулятора, батареи элементов. Измерение напряжения
в сети электрического освещения
Приборы и материалы. 3 элемента Лекланше, из них 2 разной
величины. Батарейка карманного электрического фонарика. Аккумулятор.
Вольтаметр. 3 провода. 2 зажима. Вольтметр переменного тока (до 120 вольт).
Штепсельная вилка с двойным проводом. Провод
для сети центрального освещения. Ламповый вы-
ключатель или рубильник. Воронка. Жидкость для
элементов. 2 стакана с водой для опускания элек-
тродов от элементов.
1. Каждый источник электрического
тока характеризуется определенной элек-
тродвижущей силой, равной разности по-
тенциалов на полюсах. Электродвижущая
сила измеряется в вольтах. Приборы, слу-
жащие для ее измерения, называются вольт-
метрами1 (рис. 427). Последние представ-
ляют гальванометры с очень большим со-
противлением.
2. Составьте цепь из элемента Леклан-
ше, вольтметра и выключателя. Замкните
цепь. Что показал вольтметр? Запишите
показание. Разомкните цепь.
3. Уменьшите количество жидкости в
элементе. Снова замкните цепь. Изменилось ли показание
вольтметра ?
4. Замените исследованный элемент Лекланше вторым эле-
ментом Лекланше иного размера и также измерьте вольтметром
его электродвижущую силу.
5. Зависит ли величина электро-
движущей силы элемента от его раз-
меров и формы?
6. Как велика электродвижущая
сила элемента Лекланше?
7. Измерьте электродвижущие си-
лы батарейки карманного электриче-
ского фонарика, аккумулятора.
8. Соедините три элемента Ле-
кланше последовательно, т. е. отри-
цательный полюс первого с положительным второго и от-
рицательный второго с положительным третьего. Получится
батарея из трех последовательно соединенных элементов. По-
люсами этой батареи будут свободные полюсы крайних эле-
ментов (рис. 428). Измерьте электродвижущую силу этой бата-
реи. Сравните ее с электродвижущей силой одного элемента.
1 Не смешивать с вольтаметрами (раб. 218).
Рис. 427.
Рис. 428.
Рис. 429

9. Соедините три элемента Лекланше параллельно, т. е.
положительные полюсы всех элементов между собою в один
общий положительный полюс и отрицательные полюсы в один
общий отрицательный полюс. Получится батарея из трех па-
раллельно соединенных элементов (рис. 429). Измерьте элек-
тродвижущую силу этой батареи. Сравните ее с электродвижу-
щей силой одного элемента.
10. Составьте цепь из вольтметра переменного тока, вилки
и лампового выключателя (или рубильника). Вставьте вилку
в стенную розетку, к которой подведены провода от станции.
Замкните цепь. Как велико напряжение на концах проводов,
идущих от станции?
229. Измерение сопротивлений методом замещения.
Зависимость сопротивления от длины, площади поперечного
сечения и материала проводника. Удельное сопротивление
(стр. 240, п. 20)
Приборы и материалы. Аккумулятор. Гальваноскоп. Выключа-
тель. Электрический звонок. Железная проволока (длина 1 м, диам. 0,3 мм).
Железная проволока (длина 1 му диам. 0.2 мм). Манганиновая проволока
(длина 1 м, диам. 0,3 мм). Изолированная медная проволока, навитая на ка-
тушку (15—20 м длины и 0,3 мм в диам.). 2 двойных зажима. Магазин со-
противления (рис. 430) или набор сопротивлений (0,5; 2; 2,5 ома). 4 толстых
провода. Воронка.
1. Измерьте сопротивление обмотки электромагнита в элек-
трическом звонке. Для этого составьте цепь из аккумулятора,
электрического звонка, гальваноскопа и выключателя.
Рис. 430.
2. Замкните цепь и, удерживая рукой в соприкосновении
винт и пластинку в звонке, отметьте угол а отклонения маг-
нитной стрелки.
3. Звонок заместите магазином сопротивлений, предвари-
тельно выключив из него какое-либо сопротивление.
Подберите из магазина такое сопротивление /?, при котором
угол отклонения магнитной стрелки в гальваноскопе остался бы
прежним (п. 2). Равно ли сопротивление обмотки электромаг-
нита введенному сопротивлению R?
4. Если не удастся точно подобрать сопротивление из мага-
зина сопротивлений, определите углы отклонения стрелки галь-
ваноскопа <*х и а2 для ближайшего меньшего сопротивления Rx

и для ближайшего большего — R2. Как найти сопротивление
зная R± и /?2 и углы а, 04 и а2?
5. Применяя приемы, указанные в предыдущих пунктах,,
измерьте сопротивление железной проволоки, имеющей диаметр
0,3 мм, вводя в цепь всю длину проволоки (1 м), четверть,,
треть, половину.
6. Как зависит сопротивление проводника от его длины?
7. Измерьте сопротивление второй железной проволоки дли-
ною в 1 м и диаметром в 0,2 мм.
8. Найдите площади поперечных сечений обеих проволок:
(диам. 0,3 и 0,2 мм). Сравните сопротивление проволок и пло-
щади их поперечных сечений. Как зависит сопротивление про-
водника от площади его поперечного сечения?
9. Измерьте сопротивление манганиновой проволоки длиною»
в 1 м и диаметром в 0,3 мм.
10. Зависит ли сопротивление проводника от рода материала
данного проводника? Манганин или железо представляют боль-
шее сопротивление прохождению тока? Во сколько раз?
11. Измерьте сопротивление намотанной на катушку медной
проволоки, имеющей длину I см н диаметр 2 см.
12. Определите площадь поперечного сечения вашей про-
волоки (S см2).
13. Высчитайте, каким сопротивлением обладала бы медная
проволока длиною в 1 см с поперечным сечением 1 см2. Такое
сопротивление называется удельным сопротивлением вещества
(обозначается греческой буквой р).
14. Пользуясь данными предыдущих пунктов, найдите удель-
ные сопротивления железа и манганина. Во сколько раз большее
сопротивление электрическому току оказывает железо по
сравнению с медью?
15. Высчитайте, как велико сопротивление медного, желез-
ного и манганинового проводов длиною в 1 м и поперечном
сечении в 1 мм2?
230*. Сопротивление воды и других жидкостей
Приборы и материалы. Аккумулятор. Стакан и к нему дощечка*
с двумя электродами (угольными или металлическими). Цилиндр с двумя
медными электродами (рис. 431). Магазин сопротивлений. Гальваноскоп.
Выключатель. 4 провода. Миллиметровая линеечка. Воронка. Пипетка. Де-
стиллированная вода. Растворы серной кислоты (5% и 10°/о). Растворы мед-
ного купороса (10% и насыщенный).
1. Составьте цепь из аккумулятора, стакана с дестиллирован-
ной водой, в которую опущены два угольных или металличе-
ских электрода, гальваноскопа и выключателя.
2. Замкните цепь. Наблюдается ли отклонение магнитной
стрелки гальваноскопа?
3. Влейте в воду несколько капель раствора серной кислоты;

размешайте воду. Наблюдается ли теперь отклонение стрелки
гальваноскопа?
4. На что указывают опыты п. 2 и 3?
5. Налейте в сосуд М (рис. 431) одну из имею-
щихся жидкостей (растворы кислот и солей) и по-
грузите в него электроды а и Ь.
6. Составьте цепь из аккумулятора, сосуда М с
.жидкостью, гальваноскопа и выключателя.
7. Замкните цепь. Магнитная стрелка в гальва-
носкопе отклоняется. Передвигайте электрод Ь. Угол
отклонения стрелки меняется, указывая на изменение
силы тока в цепи. Может ли сосуд М с раствором
кислот или солей служить реостатом?
8. Пользуясь методом замещения (раб. 229), из-
мерьте сопротивление растворов серной кислоты и
медного купороса.
Каждый раз измеряйте расстояние между пластин-
ками а и Ь. Перед наполнением сосуда М новой
жидкостью сосуд тщательно ополаскивайте водой.
9. Измерьте размеры пластинок а и & и опре-
делите их площади.
10. Зная для исследованных жидкостей сопротив-
ления столбов определенной длины и поперечного
сечения, найдите их удельные ^сопротивления.
231. Изменение сопротивления с температурой
Приборы и материалы. Аккумулятор. 2 спирально свитые про-
волоки — железная и манганиновая. Станок для их укрепления (рис. 432).
Цилиндр с 2 медными электродами (рис. 431). Галь-
ваноскоп. Выключатель. 4 провода. Миллиметровая
линеечка. Спиртовая лампочка. Колба. Треножник.
Сетка. Воронка. Раствор медного купороса. Спички.
1. Введите в цепь из аккумулятора,
гальваноскопа и выключателя спирально
свитую железную проволоку L, укреплен-
ную в подставке между зажимами т1 и т2
(рис. 432).
2. Замкните цепь и отметьте угол от-
клонения стрелки в гальваноскопе.
3. Подогревайте спиртовой лампочкой
железную проволоку L. Что обнаруживает
гальваноскоп? Как изменяется сопротивле-
ние железной проволоки с увеличением ее температуры?
4. Замените железную проволоку L манганиновой. Изме-
няется ли заметно ее сопротивление с увеличением темпера-
туры?
5. Налейте в сосуд М (рис. 431) раствор медного купороса
Рис. 431.
Рис. 432.

и введите его в цепь из аккумулятора, гальваноскопа и вы-
ключателя.
6. Замкните цепь и отметьте угол отклонения стрелки
в гальваноскопе при определенном расстоянии пластинок а и Ь
(это расстояние измерьте). Цепь разомкните.
7. Перелейте раствор медного купороса из сосуда М в колбу
и нагрейте его.
8. Снова перелейте нагретый раствор в сосуд М (осторожно^
чтобы сосуд не лопнул), пластинки а и b установите на преж-
нем расстоянии и замкните цепь. Что обнаруживает гальвано-
скоп? Как изменяется сопротивление раствора медного купороса
с увеличением его температуры?
232. Дополнительные упражнения
1*. Для иллюстрации зависимости сопротивления проводника
от его длины, площади поперечного сечения и материала при-
годна электрическая маловольтная лампочка. В цепь, состоящую
из двух аккумуляторов (или двух батареек карманного фонаря),
лампочки (3—4 вольта) и выключателя, вводите разные про-
волоки и наблюдайте различие в степени накаливания нити
лампочки.
2*. Зная удельные сопротивления различных металлов, со-
ставьте диаграмму, на которой в известном масштабе были бы
представлены длины проводов из разного материала, имеющих
одинаковое сопротивление.
3 *. Повторите опыты, иллюстрирующие ничтожную элек-
тропроводность воды и ее значительное увеличение при введе-
нии кислот и солей (раб. 230), пользуясь вместо гальваноскопа
электрической маловольтной лампочкой или лампочкой, питае-
мой током от центральной станции.
4*. Найдите сопротивление маловольтной лампочки в хо-
лодном и накаленном состоянии.
5*. Проделайте опыт, иллюстрирующий изменение сопро-
тивления проволоки с температурой (раб. 231), заменив галь-
ваноскоп подходящей электрической маловольтной лампочкой.
6. Составьте цепь из двух элементов различной величины
так, чтобы их электродвижущие силы действовали в противо-
положные стороны, и амперметра или гальваноскопа. Полу-
чается ли ток в такой цепи?
7. Измерьте внутреннее сопротивление элемента следующим
приемом. В цепь с током (от аккумулятора или элементов)
введите два одинаковых элемента, включенные друг другу на-
встречу. Создадут ли ток включенные так два одинаковых
элемента? Измерьте их сопротивление (раб. 229), а отсюда —
и сопротивление одного элемента.
8. В электрическую цепь, состоящую, например, из какого-
либо элемента, реостата и выключателя, введите сначала один

амперметр, а затем второй. Убедитесь, что сопротивление ам-
перметра весьма мало, а потому введение амперметра в цепь
почти не изменяет силы тока последней.
9. Измерьте сопротивление имеющихся вольтметров.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ. ЗАКОН ОМА
233. Падение напряжения во внешней цепи
(стр. 240, п. 21, 22)
Приборы и материалы. Три аккумулятора. Никелиновая прово-
лока голая (длина 1—2 м, диам. 0,3 мм),1 натянутая на доске. Вольтметр.
Выключатель. Пять проводов. Два контакта или зажимчика.
1. Соберите батарею из трех аккумуляторов, соединенных
последовательно, и вольтметром измерьте разность потенциалов
на полюсах этой батареи. Полу-
ченная разность даст вам элек-
тродвижущую силу батареи Е.
2. Составьте цепь из бата-
реи, никелиновой проволоки и
выключателя. Параллельно про-
волоке приключите вольтметр
при посредстве двух контактов
или зажимчиков плотно при-
жатых к проволоке в двух каких-
либо точках с и d (рис. 433).
Вольтметр укажет вам разность
потенциалов в этих точках с и d.
Заметьте, что вольтметр всегда
присоединяется параллельно тому
участку цепи, на концах которого
изменяется разность потенциалов.
3. Присоедините один провод, идущий от вольтметра, к про-
волоке в точке а у положительного полюса батареи, а другой
провод последовательно присоединяйте к точкам bcde внешней,
цепи, отстоящим все дальше от положительного полюса бата-
реи. Увеличиваются ли разности потенциалов, измеряемые
вольтметром, с увеличением расстояния между взятыми точ-
ками? Происходит ли, значит, в цепи от точки к точке паде-
ние напряжения?
4. Измерьте разность потенциалов Еъ когда провода от
вольтметра присоединены к полюсам батареи (цепь замкнута);
Е 1 даст вам полное падения напряжения внешней цепи. Равно ли
Е 1 электродвижущей силе батареи Е или меньше ее?
Рис. 433.
1 Может быть взята также манганиновая или железная.

234. Падение напряжения в проводах разной толщины
и материала (стр. 240, п. 21, 22)
Приборы и материалы. Три аккумулятора. Вольтметр. Выклю-
чатель. Доска с четырьмя натянутыми на ней проволоками (рис. 434). Два
контакта (рис. 435). Сантиметровая линейка. Пять проводов.
1. Составьте цепь из 1—2 аккумуляторов, выключателя и
четырех проволок, натянутых на доске. Две из этих прово-
лок— никелиновые и отличаются только толщиной; третья —
Рис. 434.
железная и четвертая — медная, имеют ту же толщину, как
одна из никелиновых (рис. 434).
2. Исследуйте падение напряжения вдоль тонкой никелино-
вой проволоки. С этой целью присоедините полюсы вольтметра
к контактам (рис. 435) и при разомкнутой цепи поставьте по-
следние на проволоку в точках, отстоящих
друг от друга на расстоянии 10 см. Замкните
цепь и произведите отсчет по вольтметру.
Разомкните цепь.
3. Повторите измерения, устанавливая кон-
такты на проволоку в точках, отстоящих одна
от другой на расстоянии 20, 30 и 50 см.
4. Как изменилась разность потенциалов в
двух точках проволоки при увеличении рас-
стояния между ними в 2, 3, 5 раз?
5. Измерьте по предыдущему разность потенциалов на кон-
цах толстой никелиновой проволоки (длина 50 см).
6. На которой из никелиновых проволок падение напряже-
ния больше?
7. Зная диаметры обеих никелиновых проволок, определите
площади их поперечных сечений.
8. В каком отношении находятся разности потенциалов на
концах никелиновых проволок и площади их поперечных се-
чений?
9. Измерьте разность потенциалов на концах железной про-
волоки, толщина которой одинакова с толщиной одной из ни-
келиновых проволок.
Рис. 435.

10. Где больше падение напряжения — на железной прово-
локе или на никелиновой такой же толщины?
11. Поставьте контакты у концов медной проволоки. Почему
вольтметр не дает показаний?
235 *. Закон Ома для отдельного участка цепи
Приборы и материалы. Два аккумулятора или элемента Лек-
ланше. Амперметр. Вольтметр. Реостат с подвижным контактом. Никелино-
вая или манганиновая проволоки (длина 50—100 см, диам. 0,3 мм). Две
струбцинки с двойными зажимами. Двойной зажим. Выключатель. Семь про-
водов. Метровая линейка.
1. Составьте цепь по схеме рис. 436. В цепь включите сна-
чала один аккумулятор Е, реостат R с подвижным контактом,
Рис. 436.
никелиновую проволоку MN, амперметр А и выключатель К.
Отделите часть проволоки MN, закрепив зажим z в точке Р.
К точкам М и Р присоедините провод от вольтметра V.
2. Замкните цепь и запишите показания вольтметра и ампер-
метра:
Измерения
Показания
U
I
вольтметра
и
амперметра
/
Отношение
I
1
2
3
4
3. Перемещая подвижной контакт в реостате /?, измените
напряжение на концах участка цепи MP. Вновь измерьте и
запишите показания вольтметра и амперметра.

4. Вместо одного аккумулятора включите два аккумулятора,
соединенных последовательно. Замкнув цепь, отметьте третий
раз показания вольтметра и амперметра.
5. Произведите еще одно-два измерения, меняя напряжение
путем перемещения контакта в реостате.
6. Какова зависимость между силой тока / на участке MP
и напряжением в конечных точках участка? Остается ли от-
ношение — постоянным?
7. Переставьте зажим z так, чтобы участок MP был вдвое
больше прежнего (сопротивление вдвое больше).
8. Перемещением подвижного контакта в реостате и измене-
нием числа аккумуляторов получите все прежние напряжения
на концах нового участка цепи. Каждый раз отмечайте пока-
зания вольтметра и амперметра. Результаты измерений запи-
шите в таблицу (п. 2).
9. Таким же получается отношение -т-, как при измерениях
п. 2—7, или иным?
10. Переставьте зажим z так, чтобы участок NP был втрое
больше первоначального (п. 1) (сопротивление втрое больше).
11. Измерьте силу тока при тех же напряжениях, какие
были взяты в п. 2—7. Результат измерений запишите в таблицу.
12. Какова зависимость между силой тока и сопротивлением
участка цепи?
236. Падение напряжения во внутренней цепи (стр. 241, п. 23)
Приборы и материалы. Элемент Грене с электродами, передви-
гающимися в продолговатом стеклянном сосуде. Вольтметр. Амперметр. Рео-
стат. Выключатель. Шесть проволок. Хромовая жидкость.
Рис. 437.
1. Электродвижущая сила батареи Е больше разности по-
тенциалов на полюсах замкнутой батареи (на концах внешней
цепи Е{ — см. раб. 233). Это указывает, что напряжение падает
не только во внешней цепи, но и во внутренней (внутри

элемента). Разность Е— Е 1 = Е2 даст величину этого падения.
Значит,
Е=Е1 + Е2
Е — величина для данной батареи постоянная, Ех и Е2 — пере-
менные.
2. Составьте цепь из элемента Грене с подвижными элек-
тродами, реостата R, амперметра А и выключателя К (рис. 437).
Электроды раздвиньте возможно дальше друг от друга.
3. Присоедините вольтметр V к полюсам элемента и из-
мерьте его электродвижущую силу (при разомкнутой цепи).
4. Замкните цепь. Измерьте разность потенциала Е 1 на кон-
цах внешней цепи и силу тока в цепи. Разомкните цепь.
5. Сдвиньте электроды. Изменилась ли электродвижущая
сила батареи Е? А почему сила тока увеличилась? Измени-
лась ли и как разность потенциалов на концах внешней цепи?
6. Введите из реостата такое добавочное сопротивление,
чтобы сила тока была прежней. Этим вы увеличите внешнее
сопротивление настолько же, насколько уменьшилось внутрен-
нее при уменьшении расстояния между электродами.
7. Почему вольтметр показывает теперь большую разность
потенциалов? В какой цепи падение напряжения возросло,
в какой соответственно уменьшилось?
237. Закон Ома для всей цепи (стр. 241, п. 24)
Приборы и материалы. Элемент Грене с электродами, передви-
гающимися в продолговатом стеклянном сосуде. Амперметр. Вольтметр. Ма-
газин сопротивлений. Выключатель. Шесть проводов. Хромовая жидкость.
1. Составьте цепь из элемента Грене с подвижными элек-
тродами, магазина сопротивлений /?, амперметра А и выклю-
чателя К (рис. 437).
2. Присоедините вольтметр V к полюсам элемента и из-
мерьте его электродвижущую силу (при разомкнутой цепи),
3. Электроды раздвиньте возможно дальше, из магазина
сопротивлений введите сопротивление в 3—4 ома. Замкните
цепь и измерьте силу тока.
4. Уменьшите сопротивление в магазине (внешнее сопро-
тивление) вдвое, втрое. Увеличивается ли вдвое, втрое сила
тока?
5. Уменьшая внешнее сопротивление (сопротивление в ма-
газине) вдвое, втрое, уменьшайте вдвое, втрое и внутреннее
сопротивление (сдвигая электроды элемента). Увеличивается ли
вдвое, втрое сила тока?
6. Напишите формулу, выражающую закон Ома Для всей
цепи. Зная электродвижущую силу, силу тока и внешнее со-
противление (см. предыдущие пункты), найдите внутреннее
сопротивление (сопротивление элемента).

7. Измерьте вольтметром разность потенциалов на концах
внешней цепи (см. раб. 236).
8. Напишите формулы, выражающие: 1) закон Ома для внеш-
ней цепи и 2) закон Ома для внутренней цепи.
Проследите справедливость этих формул на полученных
вами числовых данных (см. п. 6 и 7).
9. Проследите справедливость формулы, выражающей закон
Ома для всей цепи, на числовых данных п. 4 (когда внутрен-
нее сопротивление не менялось).
238. Измерение сопротивлений по показаниям вольтметра
и амперметра
Приборы и материалы. Аккумулятор. Вольтметр. Амперметр.
Выключатель. Проволоки различного материала. 2 двойных зажима. 6 про-
водов. Воронка.
1. Составьте цепь из аккумулятора, исследуемой проволоки,
амперметра и выключателя. К концам проволоки, сопротивле-
ние которой измеряется, присоедините провода от вольтметра.
2. Замкните цепь и запишите показания вольтметра и ампер-
метра.
3. Как определить сопротивление проволоки, зная разность
потенциалов на ее концах и силу тока, проходящего по ней?
4. Определите сопротивление всех данных проволок.
5. Найдите удельные сопротивления взятых для исследова-
ния материалов.
239. Измерение сопротивлений омметром (стр. 241, п. 25)
Приборы и материалы. Омметр (рис. 438). Элемент или батарея
элементов. Электрические лампочки различной мощности. Патроны для них,
укрепленные на дощечках с 2 зажимами. Провода.
1. Омметр позволяет найти величину сопротивления без ка-
ких-либо вычислений непосредственно по показанию стрелки
прибора, шкала которого проградуирована в омах.
Механизм омметра подобен механизму амперметра магнито-
электрической системы. Последовательно с ним включается
источник постоянного тока (элемент, батарея).
Если напряжение элемента или батареи — U, сопротивление
омметра — /?, измеряемое сопротивление, включенное последо-
вательно с омметром — Rx, то сила тока, протекающего через
прибор,
Так как элемент или батарея в омметре берется с опреде-
ленным напряжением Uy указываемом на приборе, а сопро-
тивление прибора R — тоже определенная известная величи-
на, то сила тока, проходящего через прибор, будет зависеть

исключительно от величины измеряемого сопротивления JRX.
Следовательно шкалу прибора можно проградуировать непо-
средственно в омах.
2. Рассмотрите внимательно схему расположения проводов,
зажимов и прочих деталей в омметре (рис. 439). А — вращаю-
щаяся катушка со стрелкой В, передвигающейся по шкале;
/?i и R2 — добавочные сопротивления; МЩ—ручка магнитного
щитка (последний представляет железную пластинку, располо-
женную возле полюсов магнита; изменяя ее положение, уста-
навливаем стрелку В на, нуль); Т—кнопка (арретир), позво-
ляющая освободить стрелку
О и Q — ключи; три зажима
для подключения элемента
Рис. 438.
Рис. 439.
или батареи (-{-; 1,4 и; 8 к); два зажима для подключения
измеряемого сопротивления (х).
3. Поворачивая кнопку Г, освободите подвижную систему
прибора со стрелкой.
4. Присоедините элемент к зажимам + и 1,4V. (Положи-
тельный полюс элемента к зажиму -}-.)
5. Нажав ключи О и 2, установите рычажком МЩ стрелку
на нуль. Отпустите ключ О.
6. Присоедините измеряемое сопротивление (одну из лам-
почек) к зажиму х.
7. Нажмите ключ Q и отсчитайте по шкале величину изме-
ряемого сопротивления. Запишите ее.
8. Заменяя первую лампочку другими, измерьте таким же
приемом их сопротивления.
9. Отсоедините последнее измеренное сопротивление, эле-
мент, нажмите кнопку Т и поверните ее до отказа, чтобы за-
крепить подвижную систему прибора.

240*. Сопротивление электрических лампочек в холодном
и накаленном состоянии
Приборы и материалы. Аккумулятор. Гальваноскоп. Магазин
сопротивлений. Амперметр для переменного тока. Вольтметр для перемен-
ного тока. Патрон для электрических лампочек, укрепленный на дощечке
с 2 зажимами. Электрические лампочки различной мощности. Штепсельная
вилка с двойным проводом (рис. 414). Выключатель для лампочек. Четыре
провода.
1. Пользуясь методом замещения (раб. 229), измерьте со-
противление всех лампочек в холодном состоянии.
2. Введите в цепь переменного тока от центральной станции
одну из лампочек, амперметр и выключатель. К зажимам лам-
почки приключите провода от вольтметра.
3. Замкните цепь и запишите показания амперметра и вольт-
метра при горящей лампочке.
4. По показаниям амперметра и вольтметра определите со-
противление лампочки в накаленном состоянии (раб. 238).
5. Такие же измерения повторите со всеми остальными лам-
почками. \
6. Сгруппируйте все результаты измерений (п. 1, 4 и 5)
в таблицу.
241. Определение электродвижущей силы и сопротивления
элементов (стр. 241, п. 26)
Приборы и материалы.'Два элемента Лекланше разных разме-
ров. Амперметр. Выключатель. Магазин сопротивлений. Четыре провода.
Воронка. Жидкости для элементов.
1. Составьте цепь (рис. 440) из элемента Е, амперметра Л,
магазина сопротивлений R и выключателя К.
2. Замкнув цепь, под-
берите такое сопротивле-
ние Rx в магазине, чтобы
сила тока / равнялась при-
близительно 0,5 ампера.
3. Запишите величину
введенного сопротивле-
ния /?, и силу тока I1.
4. Вместо сопротивле-
ния /?! введите из мага-
зина новое сопротивление
/?2, при котором в цепи получилась бы сила тока 12 при-
мерно вдвое меньшая.
5. Запишите величину нового сопротивления R2 и новую
силу тока /а.
6. Обозначив искомое внутреннее сопротивление элемента
через г и электродвижущую силу элемента через Е, составьте
Рис. 440.

на основании закона Ома два уравнения, устанавливающие за-
висимость между /,£,/? и г и между /2, Е, R2 и г.
7. Найдите из этих уравнений величину внутреннего сопро-
тивления элемента и его электродвижущую силу.
8. Повторите измерение со вторым элементом иных разме-
ров. Зависит ли сопротивление элемента от его размеров?
242. Отдача элемента при различных сопротивлениях
Приборы и материалы. Элемент Лекланше. Три эталона сопро-
тивлений (1,5 и 10 омов). Вольтметр. Выключатель. Пять проводов. Воронка.
Раствор нашатыря.
1. Измерьте электродвижущую силу Е элемента Лекланше.
2. Включите в цепь элемент, сопротивление в 1 ом и вы-
ключатель. К полюсам элемента приключите вольтметр.
3. Замкните цепь и запишите показание вольтметра. Что оно
вам дает?
4. Повторите измерения, вводя в цепь элементы сопротивле-
ния в 5 и 10 омов.
5. Полученные данные занесите в таблицу:
Измерения
Электро-
движущая
сила
Е
Включен-
ное сопро-
тивление
R
Падение
потенциала
во внешней
цепи
Падение
потенциала
внутри
элемента
Отдача
элемента
1
2
3
Коэффициент полезного действия или отдача элемента вы-
ражается отношением -~. Найдите отдачу элемента Лекланше
при различных сопротивлениях. Как изменяется отдача эле-
мента с ростом сопротивления.
243. Дополнительные упражнения
1. Составьте цепь из двух аккумуляторов или двух бата-
реек карманного электрического фонаря, достаточно длинной
и тонкой манганиновой или железной проволоки и выключателя.
Параллельно проволоке при посредстве двух зажимчиков при-
ключите электрическую лампочку (маловольтную —3—4 вольта).
Зажимчики расположите возможно дальше друг от друга,
а затем сближайте. Почему свет лампочки слабеет по мере
сближения зажимов и, наконец, лампочка гаснет?

2. Составьте цепь из двух батареек карманного электриче-
ского фонаря, четырех проволок, натянутых на доске (рис. 434)
и выключателя. Прижмите концы проводов, идущих от лам-
почки, к конечным точкам — лампочка горит. Пронаблюдайте
световой эффект лампочки, когда она приключена к конечным
точкам каждой из четырех проволок. Почему яркость горения
лампочки различна? Почему приключенная к концам медной
проволоки лампочка вовсе не горит?
3. Начертите графики, выражающие зависимость силы тока
от электродвижущей силы (при неизменном сопротивлении) и
зависимость силы тока от сопротивления цепи (при неизменной
электродвижущей силе).
4. Проделайте работу 242, взяв вместо элемента Лекланше
другие элементы, а затем аккумулятор.
5. Установите, как зависит мощность тока во внешней цепи
от силы тока в ней. Для этого составьте цепь, например, из
элементов Лекланше или батареи элементов, амперметра, ма-
газина сопротивлений и выключателя. К полюсам элемента при-
соедините вольтметр. Вводя из магазина сопротивления в 0,1;
0,2; 0,3 ома и т. д. и замыкая цепь, каждый раз записывайте
показания вольтметра и амперметра. Данные заносите в таблицу
и по ним постройте график, по оси абсцисс откладывая силы
тока, а по оси ординат — мощности во внешней цепи. Сделайте
соответствующие выводы. Из данных опыта найдите сопроти-
вление внешней цепи при наибольшей мощности тока и вну-
треннее сопротивление элемента. Сравните их. Чему равен
к. п. д. элемента при наибольшей мощности тока во внешней
цепи?
6. Определите сопротивление (обмотки электромагнита
в электрическом звонке, отрезка проволоки, маловольтной
лампочки и т. п.) следующим образом. В электрическую цепь
введите, кроме искомого сопротивления, еще известное сопро-
тивление и измерьте вольтметром разности потенциалов на кон-
цах искомого сопротивления и на концах известного сопроти-
вления; сравните их и найдите величину искомого сопротивления.
7. Измерьте сопротивление проводника, пользуясь только
аккумулятором и амперметром.
8. Зная удельное сопротивление меди, рассчитайте, какой
длины нужно взять звонковую проволоку (диам. 0,9 мм), чтобы
получить сопротивление в 1 ом. Возьмите моток звонковой
проволоки найденной длины и измерьте его сопротивление
(например, по способу п. 6).
9. Имея в распоряжении изолированную никелиновую, ман-
ганиновую, нейзильберовую или константановую проволоку,
приготовьте эталоны сопротивлений в 1, 2, 3, 5, 10 омов. Длины
данных проволок рассчитывайте по удельным сопротивлениям.
Измерения производите, пользуясь одним из приемов, указан-
ных выше.

10. Определите внутреннее сопротивление элемента, измеряя
вольтметром его электродвижущую силу, а амперметром (имею-
щим малое сопротивление) — силу тока в цепи при замыкании
цепи проводами с весьма малым сопротивлением.
11. Найдите внутреннее сопротивление элемента, замыкая
его известным сопротивлением R и измеряя разность потен-
циалов Е на полюсах незамкнутого элемента и Е 1 — замкнутого
сопротивлением R. Пользуясь таким соотношением, найдете
сопротивление элемента г?
12. Повторите предыдущее измерение, вводя в цепь ампер-
метр и измеряя силу тока / в цепи. Величину R при этом знать
не нужно.
ГЛАВА ПЯТАЯ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
ЭЛЕМЕНТОВ И ПРОВОДНИКОВ
244. Батареи из элементов
Приборы и материалы. Три элемента. Амперметр. Магазин со-
противлений. Выключатель. Четыре провода. Жидкости для элементов.
1. Измерьте, как указано в раб. 241, внутреннее сопротивле-
ние и электродвижущую силу каждого из трех элементов.
2. Соедините три элемента последовательно (раб. 228) и
точно так же измерьте внутреннее сопротивление и электро-
движущую силу батареи. Как изменяются электродвижущая
сила и внутреннее сопротивление при последовательном соеди-
нении элементов? (См. также раб. 228, п. 8.)
3. Соедините три элемента параллельно (раб. 228) и, поль-
зуясь тем же приемом, измерьте внутреннее сопротивление и
электродвижущую силу второй батареи. Как изменяются элек-
тродвижущая сила и внутреннее сопротивление при параллель-
ном соединении элементов? (См. также раб. 228, п. 9.)
4. Измерьте силы тока, получающиеся при введенном внеш-
нем сопротивлении R в 5 омов от одного элемента, трех эле-
ментов, соединенных последовательно, и тех же элементов,
соединенных параллельно.
5. Те же измерения произведите, выключив сопротивле-
ние R.
6. Найдите силы тока для всех указанных в п. 4 и 5 слу-
чаев вычислением (применяя закон Ома).
7. Сведите все результаты в таблицу (см. стр. 171).
8. На основании этой таблицы ответьте на вопрос: каким
соединением надо пользоваться, чтобы получить наибольший
ток при малом и при большом внешнем сопротивлении?
9. Составьте буквенные выражения для величин 1Ъ /2, /3,
I4, I5, i6.

Электро-
движущая
сила
Внутреннее
сопротив-
ление
Внешнее
сопротив-
ление
Сила тока
1 элемент
5 омов
I1=
0 омов h =
3 элемента, соединенных
5 омов h =
последовательно
0 омов
3 элемента, соединенных
5 омов h =
параллельно
0 омов
245. Параллельное соединение проводников (стр. 242, п. 28)
Приборы и материалы. Аккумулятор. Амперметр. Вольтметр.
Реостат. Выключатель. Два сопротивления (например, в 3 и б омов). Два
сопротивления, подобные предыдущим, но других величин. Тройной зажим.
Магазин сопротивлений. Четыре провода. Четыре толстых и коротких про-
вода.
1. Составьте цепь, как указано на рис. 441. Проводники
с сопротивлениями Rx и R2 (например, в 3 и 6 омов) включите
в ответвления, присоединяя их к зажиму ab и амперметру А
толстыми проводами. Зажим d амперметра соедините с акку-
мулятором, а второй с пока оставьте свободным, не присоеди-
няя к нему сопротивлений Rx и R2.
2. Присоедините ветвь с сопротивлением R{ к зажиму £,
а вторую ветвь с сопротивлением R2 к зажиму d. Тогда ампер-
метр окажется включенным в первую ветвь с сопротивлением Rlm
Замкните цепь и измерьте силу тока It в первой ветви. Ра-
зомкните цепь.
3. Присоедините ветвь с сопротивлением Ri к зажиму d
амперметра, а вторую ветвь с сопротивлением R2 к зажиму с.
Амперметр окажется включённым во вторую ветвь с сопроти-
влением R2. Замкните цепь и измерьте силу тока /2 второй
ветви. Разомкните цепь.
4. Присоедините обе ветви с сопротивлением Rt и R2 к за-
жиму с амперметра. Последний будет включен в основную
цепь. Замкните цепь и измерьте силу тока / в основной цепи.
5. Какова зависимость между силой тока / в основной цепи
и силами тока /х и /2 в ветвях?
6. Сравните силы токов It и 12. Равны ли они? Сравните
силы токов 1г и /2 и сопротивления ветвей R± и R2.1 Какова
1 Если сопротивления и Р2 неизвестны, измерьте их из показаний
вольтметра и амперметра (раб. 238).

зависимость между силами тока /± и /2 в ветвях и сопротивле-
ниями /?! и /?2 последних?
7. Величина, обратная сопротивлению данного проводника,
называется его электропроводностью или проводимостью. Если
сопротивление проводника /?, то проводимость К=—. Как
велики проводимости Кл и К2 взятых в предыдущем опыте
ветвей? Какова зависимость между силами тока 1± и /2 и про-
водимостями Кг и К2?
8. Приключите к узловым точкам е и с вольтметр и из-
мерьте.
9. Зная силу тока / и напряжение U, найдите сопротивле-
ние R двух проводников.
Рис. 441.
10. Вместо двух данных проводников введите один провод-
ник, имеющий сопротивление R. Изменилась ли сила тока в цепи ?
11. Как велика проводимость К проводника с сопротивле-
нием /?? Какова зависимость между проводимостью К заменяю-
щего проводника и проводимостями заменяемых им ветвей
с сопротивлениями Rt и /?2?
Напишите уравнение, связывающее величины R, Rx и R2 и
позволяющее по сопротивлениям ветвей найти общее сопро-
тивление параллельно соединенных проводников.
12. Найдите эту же зависимость, исходя из закона Ома,
примененного к участку цепи между точками е и с (потен-
циалы Vx и V2) для ветвей с сопротивлениями Rx и R2 (силы
тока Д и /2) и для заменяющего их проводника с сопроти-
влением R (сила тока /).
13. Повторите все предыдущие измерения, меняя силы
тока в главной цепи или вводя новые сопротивления Иг и R2.
246. Ламповый реостат (стр. 242, п. 29)
Приборы и материалы. Ламповый реостат (рис. 442). Набор лам-
почек. Вилка с двойным шнуром. Рубильник (рис. 443). Амперметр перемен-
ного тока. Вольтметр переменного тока. Провода.

1. В цепь переменного тока от центральной станции вклю-
чите ламповый реостат /?, амперметр A и рубильник К (рис. 444).
Параллельно ламповому реостату введите вольтметр V.
2. Выключите в ламповом реостате все лампы, кроме одной,
слегка вывинчивая их из патронов.
3. Замкните цепь и отметьте по-
казания амперметра и вольтметра.
4. На основании показаний ам-
Рис. 442.
Рис. 443.
перметра и вольтметра найдите сопротивление электрической
лампочки.
б. Включите, кроме первой, вторую лампочку и снова от-
метьте показания амперметра и вольтметра.
Рис. 444.
6. Как велико сопротивление двух лампочек, включенных
параллельно?
7. Измерения продолжите, включая последовательно все
остальные лампочки.
8. Все полученные данные занесите в следующую таблицу;
Число
Напряжение
Сопротив-
ление
лампочек
в цепи
Сила тока
1
2
3
4
9. Замените находящиеся в реостате лампочки другими
(угольными или металлическими) на иное число свечей и снова
произведите измерения, указанные выше.
10. Объясните действие лампового реостата.
П. В каких пределах вы могли менять силу тока данным
реостатом?

247. Мостик Витстона (стр. 242, п. 30). Условие, при котором
в мостике нет тока
Приборы и материалы. Две манганиновые проволоки на доске
(рис. 446). Гальваноскоп. Элемент (например Лекланше). Два контакта. Вы-
ключатель. Пять проводов. Жидкость для элемента.
1. Если имеются два проводника АМВ и ANB (рис. 445),
по которым идет ток, причем в точках А и В поддерживается
определенная разность потенциалов, то на этих проводниках
всегда можно найти точки М и N с одинаковыми потенциа-
лами, при которых на участке
MN (в мостике) тока не будет.
Задача данной работы — най-
ти точки и установить условие,
при котором в мостике не будет
тока.
2. Составьте цепь, как указано
на рис. 446, из элемента Еч выклю-
чателя/С и проволок AB и CD.
3. Присоедините подвижные контакты М и N к гальвано-
скопу. Установите его так, чтобы обороты проволоки были
параллельны магнитной стрелке.
4. Поставьте контакт М в каком-либо месте проволоки AB
и отыщите для второго контакта N такое место на проволоке
Рис. 445.
Рис. 446.
CD, чтобы при замыкании цепи стрелка гальваноскопа не да-
вала отклонений. (Цепь замыкайте лишь на короткое время).
Какова в этом случае разность потенциалов в точках М и Л/?
5. Измерьте соответствующие данной установке, при кото-
рой в мостике MN тока нет, длины AM, MB, CN, ND.
6. Переместив один из контактов, установите и второй
контакт в новом положении, при котором тока в мостике
(гальваноскопе) нет. Вторично измерьте отрезки проволок AB
и CD от М и N.
7. Повторите установку и измерения еще несколько раз.
8. Найдите для всех случаев отношение-^g- и -^Г* Срав-
ните их.

9. Удобнее всего результат представить в таблице:
Измерения AM MB CN ND AM T\
MB— r2
CN r3
ND /4
1
2
3
10. Сопротивления rt и r2 отрезков проволоки AB пропор-
циональны их длинам AM и МВ; точно так же сопротивления
г3 и г4 отрезков проволоки CD пропорциональны их длинам
CN и ND.
Принимая это во внимание, укажите, какая зависимость
наблюдается между сопротивлениями г19 г2, г8 и г4 четырех
ветвей AM, MB, AN и ND (рис. 445) при условии отсутствия
тока в мостике.
248. Измерение сопротивлений мостиком Витстона
(стр. 243, п. 31)
Приборы и материалы. Мостик (рис. 448 или 449). Элемент или
аккумулятор. Гальваноскоп или гальванометр для „нулевых методов*. Мага-
зин сопротивлений. Электрические лампочки угольные и металлические на
различное число свечей. Патрон для электрических лампочек, укрепленный
на дощечке с двумя зажимами.
}
1. Составьте цепь, как указано на рис. 448, введя в каче-
стве одной ветви мостика (Rx на рис. 447 и 448) которую-
Рис. 447.
нибудь из электрических лампочек, а в качестве другой ветви —
магазин сопротивлений (R на рис. 447 и 448). Третью и чет-
вертую ветвь составят две части проволоки AN и NB.
2. Включив из магазина сопротивлений какое-либо сопро-
тивление R, перемещайте контакт z вправо или влево, пока
при замыкании цепи стрелка гальванометра не будет оставаться

неподвижной (в мостике не будет тока). Цепь замыкайте лишь
на короткое время.
3. Тока в мостике нет, когда сопротивление четырех ветвей
составляет пропорцию -~ = -~. В данном случае r± = Rx—
измеряемое сопротивление, r2 = R — известное сопротивле-
ние, введенное из магазина; — = ~, где 1± и /2— длины от-
резков проволоки AN и NB.
4. По шкале отсчитайте длины 1г и /2 и, пользуясь приве-
денной в п. 3 пропорцией, найдите сопротивление данной лам-
почки Rx.
5. Повторите измерение, включив иное сопротивление из
магазина, и вторично найдите сопротивление лампочки.
Рис. 448.
6. Поставьте контакт AB посередине проволоки AB и под-
берите из магазина такое сопротивление, чтобы при замыка-
нии цепи стрелка гальванометра не отклонялась. Чему равно
в этом случае Rx?
7. Из всех полученных результатов для сопротивления
лампочки возьмите среднее.
8. Найдите сопротивления данных электрических лампочек.
249. Определение удельного сопротивления мостиком
Витстона
Приборы и материалы. Мостик Витстона (рис. 448 и 449). Эле-
мент или аккумулятор. Гальваноскоп или гальванометр для „нулевых мето-
дов". Магазин сопротивлений. Проволока железная, медная и манганиновая.
Девять проводов, из них четыре коротких и толстых. Выключатель. Калиб-
ромер. Жидкости для элемента.
1. Составьте цепь, как указано на рис. 447 и 448, вводя в
качестве одной ветви мостика (Rx на рис. 447 и 448) которую-
нибудь из подлежащих измерению проволок, а в качестве
другой ветви — магазин сопротивлений (R на рис. 447 и 448).
При соединении пользуйтесь короткими и толстыми провод-
никами.
2. Измерьте сопротивление взятой проволоки.

3. Если R— сопротивление проволоки, / см — ее длина,
S см2 — площадь ее поперечного сечения и р — удельное со-
противление, то /? = р^-. Пользуясь этой формулой, опреде-
Рис. 449.
лите удельное сопротивление взятого для измерения мате-
риала.
4. Измерьте сопротивления остальных проволок и найдите
удельные сопротивления взятых веществ.
250. Исследование влияния температуры на сопротивление
металлических проволок (мостиком Витстона)
(стр. 243, п. 32)
Приборы и материалы. Мостик Витстона (рис. 448 и 449). Эле-
мент или аккумулятор. Гальваноскоп или гальванометр для „нулевых мето-
дов*. Магазин сопротивлений. Мелкая проволока, намотанная на деревянную
катушку (рис. 450). Девять проводов, из них четыре корот-
ких и толстых. Выключатель. Штатив с кольцом и зажимом.
Металлический сосуд. Спиртовая лампочка. Термометр. Жид-
кости для элементов. Вода. Спички.
1. Опустите катушку с намотанной медной
проволокой (рис. 450) в сосуд с водой комнатной
температуры, поставленный на треножник; туда же
опустите термометр, закрепив его в зажиме шта-
тива.
2. Введите катушку в одну из ветвей мости-
ка, <а магазин сопротивлений — в другую (при со-
единении пользуйтесь короткими и толстыми про-
водами).
3. Измерьте сопротивление Rt медной прово-
локи при комнатной температуре tx (воду хорошенько пере-
мешайте).
4. Доведите воду до кипения и измерьте сопротивление R2
медной проволоки при новой температуре t2.
5. Найдите температурный коэффициент сопротивления ос
из равенства:
251. Измерение электродвижущей силы компенсационным
способом (стр. 245, п. 33)
Приборы и материалы. Манганиновая проволока (длина 1 м,
диам. 0,25 мм\ натянутая на доске с миллиметровой шкалой между двумя
зажимами (один зажим двойной). Гальванометр для „нулевых методов" или
Рис. 450.

гальваноскоп. Аккумулятор кислотный или два аккумулятора щелочных.
Элемент Лекланше. Элемент Грене. Сухой элемент. Контакт. Выключатель.
Шесть проводов. Жидкости для элементов.
1. Составьте цепь из аккумулятора Е, выключателя К и про-
волоки AB, натянутой вдоль шкалы, причем конец прово-
локи А соедините с положительным полюсом аккумулятора
(рис. 451).
2. Положительный полюс элемента Лекланше Ех соедините
с концом А проволоки AB, а отрицательный — через гальва-
нометр G с подвижным контактом z.
3. Поставьте контакт z где-либо на проволоке AB и за-
мкните цепь: вы получите отклонение стрелки в гальванометре G.
Но перемещая контакт вправо или влево по проволоке AB, вы
найдете для него такое положение, при котором стрелка
Рис. 451.
гальванометра отклоняться не будет и, следовательно, не бу-
дет тока в ветви с элементом Ех. Измерьте по шкале длину
АС (/ см).
4. В точках А и С проволоки AB создается некоторое на-
пряжение U работой аккумулятора Е; это обусловливает ток
в ветви с элементом в направлении AEXG. Электродвижущая
сила элемента Ех дает ток в той же ветви в обратном направ-
лении. Если точка А и С будут так подобраны, что напря-
жение U в них будет равно электродвижущей силе ех эле-
мента Ех (иначе говоря, будет ее компенсировать), очевидно,
тока в ветви с элементом не будет.
5. Замените элемент Лекланше другим элементом, напри-
мер Грене, (электродвижущая сила е2) и снова найдите для
контакта такое положение, при котором стрелка гальванометра
не дает отклонений и тока в ветви с элементом не будет. Из-
мерьте и в этом случае длину АС (/2 см).
6. Докажите, что — =
7. Считая электродвижущую силу ех элемента Лекланше