add 2.5.1

2.1.3/Baldin_V/data/graph.py

@@ -35,4 +35,4 @@ def drawFreq(dfs, files):
         plt.savefig(files[i])
 
 dfs = readFiles(['air.csv', 'co2.csv', 'temp.csv'])
-drawFreq(dfs[:1], ['air.pgf', 'co2.pgf'])
+drawFreq(dfs[:2], ['air.pgf', 'co2.pgf'])

2.3.1/Baldin_V/2.3.1.tex

@@ -171,13 +171,14 @@
             \label{graph4}
         \end{figure}
         \item По графикам \ref{graph1} и \ref{graph3} 
-        $W = -\overline{k}V_{\text{вв}} = (207\pm 15)$ см$^3$/с.
+        $W = -\overline{k}V_{\text{вв}} = (207\pm 15)$ см$^3$/с 
+        $(\varepsilon_W = 0{,}07)$.
         \item По графикам \ref{graph2} и \ref{graph4}
         $Q_{\text{н}} + Q_{\text{д}} = \overline{k}V_{\text{вв}} = 
         (19{,}5\pm 0{,}1)\cdot 10^{-3}$ торр $\cdot$ см$^3$/с. Пренебрегая 
-        эффектом десорбации, считаем $Q_{\text{н}} 
-        \approx Q_{\text{н}} + Q_{\text{д}}$.
-        \item Теперь попробуем получить тот же результат для $W$ методом 
+        эффектом десорбации, считаем $Q_{\text{н}} \approx Q_{\text{н}} + Q_{\text{д}}$,
+ $\varepsilon_Q = 0{,}005$
+       \item Теперь попробуем получить тот же результат для $W$ методом 
         создания искусственной течи. Для этого откроем кран К6 и подождем, 
         пока
         давление установится.
@@ -186,8 +187,8 @@
         $$ (P_{\text{уст}} - P_{\text{пр}})W = \frac{4}{3}r^3
         \sqrt{\frac{2\pi RT}{\mu}}\frac{P_{\text{фв}}}{L}, $$
         \item В результате создания искусственной течи получим 
-        $P_{\text{уст}} = (5{,}9\pm0{,}2)\cdot 10^{-5}$ торр,
-        откуда $W = (114 \pm 20)$ см$^3$/c.
+        $P_{\text{уст}} = (5{,}9\pm0{,}2)\cdot 10^{-5}$ торр ($\varepsilon_P = 0{,}3$),
+        откуда $W = (114 \pm 20)$ см$^3$/c ($\varepsilon_W = 0{,}18$).
     \end{enumerate}
 
     \section{Выводы}

2.5.1/Baldin_V/2.5.1.ipynb

@@ -0,0 +1,50 @@
+{
+ "cells": [
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# Поверхностное натяжение"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": null,
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "import numpy as np\n",
+    "import pandas as pd\n",
+    "import matplotlib\n",
+    "from matplotlib import pyplot as plt\n",
+    "\n",
+    "matplotlib.use('pgf')\n",
+    "matplotlib.rcParams.update({\n",
+    "    'pgf.texsystem': 'pdflatex',\n",
+    "    'font.family': 'serif',\n",
+    "    'text.usetex': True,\n",
+    "    'pgf.rcfonts': False,\n",
+    "})\n",
+    "\n",
+    "def read_files(files):\n",
+    "    data = []\n",
+    "    for f in files:\n",
+    "        data += [pd.read_csv(f)]\n",
+    "    return data\n"
+   ]
+  }
+ ],
+ "metadata": {
+  "kernelspec": {
+   "display_name": "Python 3",
+   "language": "python",
+   "name": "python3"
+  },
+  "language_info": {
+   "name": "python",
+   "version": "3.11.2"
+  }
+ },
+ "nbformat": 4,
+ "nbformat_minor": 2
+}

2.5.1/Baldin_V/2.5.1.tex

@@ -0,0 +1,95 @@
+\documentclass[12pt]{article} 
+\usepackage{amsmath} 
+\usepackage{amsfonts}
+\usepackage{amssymb} 
+\usepackage[utf8]{inputenc} 
+\usepackage[T1,T2A]{fontenc}
+\usepackage[english, russian]{babel} 
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{float}
+\usepackage[left=2cm,right=2cm,top=2cm,bottom=2cm]{geometry}
+\usepackage{wrapfig}
+\usepackage{pgfplots} 
+\usepackage{setspace} 
+\usepackage{indentfirst}
+\usepackage{subfigure} 
+\usepackage{hyperref}
+
+\graphicspath{{pictures}}
+
+\title{ 
+Лабораторная работа 2.5.1 \\
+<<Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости>>
+}
+
+\author{Балдин Виктор, Б01-303}
+
+\begin{document}
+    \maketitle
+    \paragraph{Цель работы}
+    \begin{enumerate}
+        \item Измерение коэффициента поверхностного натяжения исследуемой 
+        жидкости при разных температурах.
+        \item Определение полной поверхностной энергии и теплоты, необходимой
+        для изотермического образования единицы поверхности жидкости.
+    \end{enumerate}
+    \paragraph{Оборудование}
+    Прибор Ребиндера с термостатом; исследуемые жидкости; стаканы.
+
+    \section{Теоретическая часть}
+    Наличие поверхностного слоя приводит к различию давлений по разные стороны
+    от искривлённой границы раздела двух сред. Для сферического пузырька внутри
+    жидкости избыточное давление даётся формулой Лапласа (5.15):
+    $$ \Delta P=P_{\text {внутри }}-P_{\text {Снаружи }}=\frac{2 \sigma}{r} .  $$
+
+    Эта формула лежит в основе предлагаемого метода определения коэффициента
+    поверхностного натяжения жидкости. Измеряется давление, необходимое для
+    выталкивания в жидкость пузырька газа.
+
+    \section{Экспериментальная установка}
+    Исследуемая жидкость (анилин) наливается в сосуд В.
+    Дистиллированная вода наливается в сосуд Е. Сосуды закрыты пробками. Через
+    пробку сосуда, в котором проводятся измерения, проходит полая металлическая игла
+    С, нижний конец которой погружен в жидкость, а верхний открыт в атмосферу. Если
+    другой сосуд герметично закрыт, то в сосуде с иглой создается разрежение,
+    и пузырьки воздуха начинают пробулькивать через жидкость через жидкость.
+
+    \begin{figure}[H]
+        \centering
+        \includegraphics[scale=2]{stand.png}
+        \caption{
+        Схема установки для измерения температурной зависимости 
+        коэффициента поверхностного натяжения
+        }
+    \end{figure} 
+    Для стабилизации температуры исследуемой жидкости через рубашку D непрерывно
+    прогоняется вода из термостата.
+
+    Обычно кончик иглы лишь касаёется поверхности жидкости, чтобы исключить
+    влияние гидростатического давления столба жидкости. Однако при измерении
+    температурной зависимости коэффициента поверхностного натяжения возникает
+    ряд сложностей. Во-первых, большая теплопроводность металлической трубки
+    приводит к тому, что температура на конце трубки заметно ниже, чем в глубине
+    жидкости. Вовторых, тепловое расширение поднимает уровень жидкости при
+    увеличении температуры. Это гидростатическое давление вычитается из падения
+    лапласова давления вследствие уменьшения $\sigma$, и в опыте с анилином,
+    например, наблюдаемый эффект меняет знак при высоте столба жидкости порядка
+    пяти сантиметров.
+
+    Обе погрешности можно устранить, погрузив кончик трубки до самого дна.
+    Полное давление, измеренное при этом микроманометром, $P=\Delta P+\rho g h$.
+    Заметим, что $\rho g h$ от температуры практически не зависит, так как
+    подъём уровня жидкости компенсируется уменьшением её плотности (произведение
+    $\rho h$ определяется массой всей жидкости и поэтому постоянно). Величину
+    $\rho g h$ следует измерить экспериментально двумя методами. Во-первых, 
+    замерить величину $\Delta P_1 = \Delta P'$, когда кончик трубки только
+    касается поверхности жидкости. Затем при этой же температуре опустить иглу
+    до дна и замерять $P_2 = \rho gh + \Delta P''$. Из-за несжимаемости 
+    жидкости можно положить $\Delta P' = \Delta P''$ и тогда $\rho gh = P_2 -
+    P_1$. Во-вторых, при измерениях $P_1$ и $P_2$ замерить линейкой глубину
+    погружения иглы $h_1$ и $h_2$. Это легко сделать, замеряя расстояние 
+    между верхним концом иглы и любой неподвижной частью прибора.
+
+    \section{Ход работы}
+
+\end{document}