Часть 4. Постоянные лабораторные работы на практикуме для выполнения курсовых работ в 1999году.
4.1. Определение времени колебательной релаксации в углекислом газе методом трубки полного напора.
| Исследуется интересное физическое явление - расширение многоатомного газа из объёма с высоким давлением в область пониженного давления. Особенность данного процесса в длительности установления равновесного давления для молекул с различными степенями свободы, в различном времени релаксации для поступательных, вращательных и колебательных степеней свободы. Способ определения времени релаксации для углекислого газа основан на измерении разницы давлений: в трубке, на которую натекает газ и давления в объёме, из которого газ расширяется. Если знать приближённо время торможения потока, то возможно оценить и время релаксации колебательных степеней свободы. Темы курсовых работ. |
4.2. Измерение свойств газа импульсным методом (измерение скорости звука и показателя адиабаты).
|
Студенты исследуют зависимость скорости звука от температуры, измеряют показатель адиабаты для различных газов (например, воздух, азот, аргон, гелий) и сравнивают полученные результаты с табличными данными. Особенность данной лабораторной работы в импульсном способе создания возмущения (звуковой волны). Метод позволяет быстро измерить свойства газов во время изменения температуры, когда известно расстояние между излучателем и приёмником волны. Темы курсовых работ. |
4.3. Изучение косых гидравлических скачков
| Студенты знакомятся с газогидравлической аналогией на примере косых гидравлических скачков (волн), возникающих при движении тела в жидкости (вокруг носовой части корабля) аналогично ударной волне, возникающей при движении тела (самолета) в газе при сверхзвуковой скорости. Известна связь между углом фронта косой ударной волны, образующейся на носике клина, помещенного в воздушный поток, и числом Маха, которое характеризует скорость движения тела. Цель работы - измерение угла между фронтом гидравлического скачка при движении клина в жидкости и линией тока и сопоставление его со значением угла Маха для косых ударных волн в газовой динамике. Студенты знакомятся с явлениями гидродинамики: турбулентным и ламинарным течениями, определяют влияние вязкости воды на результаты экспериментов. Преподаватели знакомят студентов с важностью аналогий в физике. Темы курсовых работ. |
4.4. Измерение профиля уединенной волны (солитона) на границе раздела двух жидкостей
| Студенты знакомятся с солитонами - устойчивыми к разрушению волнами на поверхности жидкости, которые не изменяют своей скорости и профиля (формы) при движении. Особенность солитонов в существовании нелинейных эффектов уравновешивающих процесс диссипации (разрушения). Для измерения скорости движения волны и исследования её профиля используется специальные датчики расположенные по ходу движения волны. Работа интересна для студентов знакомством с необычными свойствами солитонов, теоретическая основа которых используется в физике плазмы, магнитной гидродинамике и многих других областях современной физики. Темы курсовых работ. |