DETERMINING THE DENSITY AND MOLAR MASS OF AIR IN A HOME EXPERIMENT - Podlasov, Serhii (Фізико-математична освіта, 2024)
Постановка проблеми. Невід’ємною складовою навчання фізики є проведення експериментальних досліджень. Під час дистанційного навчання натурний експеримент студенти можуть виконувати тільки вдома. Значні можливості для цього надають сучасні смартфони, які оснащені різноманітними датчиками. В літературі достатньо широко описані експерименти по визначенню механічних, акустичних та оптичних величин з використанням смартфона. У той же час, недостатньо уваги приділено визначенню параметрів газів, що можна здійснювати, використовуючи датчик тиску, які встановлений у смартфоні. Тому актуальним постає завдання розробки методики проведення експерименту по визначенню густини повітря та його молярної маси в домашніх умовах з використанням датчика тиску.Матеріали і методи. Для досягнення поставленої мети дослідження використано аналіз навчальної програми курсу «Загальна фізика для бакалаврів інженерних спеціальностей», огляд методичних вказівок до виконання лабораторних робіт з розділу «Молекулярна фізика і термодинаміка» курсу фізики технічних ВНЗ, огляд літератури за темою дослідження та аналіз результатів студентських досліджень щодо залежності тиску повітря від висоти. Також ми проводили опитування студентів стосовно можливості проведення домашніх дослідження та готовності до проведення інших експериментів з використанням смартфона.Результати. Розроблена методика визначення густини та молярної маси повітря за результатами дослідження залежності тиску від висоти. Показано, що для коректного оцінювання шуканих величин необхідно проводити статистичну обробку експериментальних даних. Проведені експерименти дозволили одержати значення густини та молярної маси повітря, які добре корелюють з табличними значеннями.Висновки. Дослідження залежності тиску від висоти із застосуванням смартфона і програми PhyPhox дозволяє достатньо точно обчислити густину і молярну масу повітря. За результатами опитування встановлено, що студенти схвально відносяться до виконання домашніх досліджень з використанням смартфона.
Keywords: барометрична формула; густина повітря; смартфон; датчик тиску; домашній експеримент; навчання фізики