Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.Хроматография – метод разделения веществ, основанный на разной скорости движения растворов в пористой среде. Широко используется в химическом анализе, но основан на физических принципах. В данной работе вам необходимо исследовать основы этого метода.
Внимание: намокание полосок фильтровальной бумаги происходит достаточно медленно – каждый эксперимент занимает 10-15 минут. Число выданных вам полосок также ограничено, поэтому тщательно планируйте свою работу по выполнению данного задания!
Карандашом нанесите на все выданные вам полоски фильтровальной бумаги шкалы с интервалом в
Пробное задание. Знакомство с эффектом.
Согните полоску с нанесенной черной полосой (и нанесенной вами шкалой) так, чтобы изгиб находился вблизи черной полосы. Поместите полоску на край стакана с водой (№1) так, чтобы короткий конец полоски был погружен в воду на глубину примерно равную
Также как описано выше поместите полоску фильтровальной бумаги в стакан с раствором поваренной соли (№2). В этом случае нанесенная краска по прошествии некоторого времени разделяется на две окрашенных по разному широких цветных полосы (красную и синюю). Движение границ этих полос Вам предстоит исследовать в части 3.
1.1 Измерьте зависимость координаты резкого края окрашенной области от времени
Наблюдай, как влажность поднимается по полоске и где появляется резкий нижний край окрашенной области; сделай аккуратный чертёж с отмеченными шкалами и временем.
Записывай координату края
- Отметь на полоске полу сантиметровые деления и для каждого деления зафиксируй время прохождения краем этого деления.
- Запиши пары
в таблицу и проверь точность повторных измерений. - Построй на бумаге координатную сетку и нанеси точки
, при необходимости проведи гладящую кривую через точки. - Выразите
из полученной системы данных.
1.1 Результаты измерений данной зависимости приведены в таблице 1 и на графике 1.
Таблица 1 «Движение вниз»
| 1,0 | 6 | 1,00 | ||
| 1,5 | 21 | 2,25 | 0,0313 | 0,667 |
| 2,0 | 38 | 4,00 | 0,0217 | 0,500 |
| 2,5 | 67 | 6,25 | 0,0185 | 0,400 |
| 3,0 | 92 | 9,00 | 0,0159 | 0,333 |
| 3,5 | 130 | 12,25 | 0,0128 | 0,286 |
| 4,0 | 170 | 16,00 | 0,0111 | 0,250 |
| 4,5 | 220 | 20,25 | 0,0100 | 0,222 |
| 5,0 | 270 | 25,00 | 0,0091 | 0,200 |
| 5,5 | 330 | 30,25 | 0,0083 | 0,182 |
| 6,0 | 390 | 36,00 | 0,0077 | 0,167 |
| 6,5 | 460 | 42,25 | 0,0067 | 0,154 |
| 7,0 | 540 | 49,00 | 0,0067 | 0,143 |
| 7,5 | 610 | 56,25 | 0,0067 | 0,133 |
| 8,0 | 690 | 64,00 | 0,0063 | 0,125 |
| 8,5 | 770 | 72,25 | 0,0059 | 0,118 |
| 9,0 | 860 | 81,00 |
1.2 Рассчитайте среднюю скорость движения края на каждом отрезке (между нанесенными вами полу сантиметровыми делениями). Постройте график зависимости скорости движения этого края от его координаты
экспериментальная зависимость
1.2 Для проверки предложенного закона движения следует построить график зависимости квадрата смещения от времени (рис. 2)
Задача 9-2. Сила трения
скорость
Задача 9-3. Закон движения "Вниз"
рис. 3 Зависимость скорости от координаты
Эту же зависимость можно проверить и с помощью графика зависимости
2.1 Измерьте зависимость координаты резкого края окрашенной области от времени
Обрати внимание, что при вертикальном размещении полоски влага движется против силы тяжести — сделай аккуратный чертёж и фиксируй моменты, когда край достигает делений.
Записывай координаты края
- Закрепи полоску вертикально, отметь деления и зафиксируй время прохождения каждым делением краем окрашенной области.
- Собери пары
в таблицу, проверив повторяемость измерений. - Построй график
и сравни его форму с графиком из части 1. - Выразите
из полученной системы измерений.
2.1 Результаты измерений и необходимых расчетов приведены в Таблице 2.
Таблица 2. Движение «вверх»
| 0,5 | 8 | 2,000 | |
| 1,0 | 26 | 1,000 | 0,0179 |
| 1,5 | 64 | 0,667 | 0,0127 |
| 2,0 | 105 | 0,500 | 0,0104 |
| 2,5 | 160 | 0,400 | 0,0087 |
| 3,0 | 220 | 0,333 | 0,0067 |
| 3,5 | 310 | 0,286 | 0,0056 |
| 4,0 | 400 | 0,250 | 0,0045 |
| 4,5 | 530 | 0,222 | 0,0037 |
| 5,0 | 670 | 0,200 | 0,0029 |
| 5,5 | 880 | 0,182 | 0,0024 |
| 6,0 | 1090 | 0,167 | 0,0020 |
| 6,5 | 1380 | 0,154 | 0,0015 |
| 7,0 | 1740 | 0,143 |
График зависимости координаты от времени качественно напоминает аналогичный график для движения «вниз» (рис. 5).
Однако, зависимость скорости от
2.2 Рассчитайте среднюю скорость движения края на каждом отрезке (между нанесенными вами полу сантиметровыми делениями). Постройте график зависимости скорости движения этого края от его координаты
Как и раньше, можно перейти к средним скоростям между делениями и построить зависимость скорости от координаты для движения вверх.
Рассчитай средние скорости
- Для каждого соседнего деления вычисли
и запиши в таблицу.ср - Построй график
против средней координаты отрезка и дополнительно график против . - Проанализируй форму графика и отметь возможные изломы или участки с разными наклонами, указывающие на смену механизма намокания.
- Выразите зависимость
из полученной системы расчётов и графиков.
2.3 Проверьте, выполняется ли найденная Вами в п.1.2 зависимость скорости от координаты в этом случае.
Подумай: если закон из пункта 1.2 универсален, то он должен выполняться и при вертикальном движении; если нет — это покажет сравнение графиков.
Сравни экспериментальные графики
- Нанеси на один лист графики
для движения вниз (из п.1.2) и для движения вверх (из п.2.2) в одинаковой шкале. - Сравни их виды: ищи линейность на графике
и наличие изломов или отклонений для вертикального случая. - Если обнаружен излом, отметь интервалы, где закон п.1.2 не выполняется, и связав это с физикой процесса объясни возможную причину.
- Выразите, выполняется ли найденная в п.1.2 зависимость скорости от координаты, из полученной системы сравнений.
3.1 Измерьте зависимости координат краев этих полос от времени. Постройте графики полученных зависимостей.
Наблюдай раздвоение коричневой полосы на две цветные границы и зафиксируй их положение независимо во времени.
Измеряй координаты обеих цветных границ
- Определи обе границы на полоске и для каждого деления зафиксируй времена прохождения каждой из них.
- Заполни таблицу с парами
и и проверь повторяемость измерений. - Построй на одном листе графики
и , сравни их наклоны и формы кривых. - Выразите
и из полученной системы данных.
3.2 Проверьте, можно ли считать скорости смещения краев окрашенных областей пропорциональными друг другу.
Если скорости двух границ всегда пропорциональны, то их координаты в любой момент будут пропорциональны; проверь это простым делением.
Рассчитай для нескольких моментов времени мгновенные (или средние на отрезках) скорости обеих границ и проверь постоянство отношения скоростей либо постоянство отношения координат
- Вычисли скорости обеих границ на одинаковых интервалах времени, используя
.ср - Для каждого интервала найди отношение скоростей
и отношение координат в те же моменты. - Построй график этих отношений в зависимости от времени или координаты и проверь, остаются ли они постоянными.
- Выразите отношение скоростей из полученной системы и сделайте вывод о пропорциональности.



