Программный комплекс включает 13 виртуальных лабораторных работ из курса общей физики для студентов высших и средних учебных заведений:
- Внутренняя энергия и механическая работа;
- Внутренняя энергия и работа электрического тока;
- Закон Бойля-Мариотта;
- Закон Гей-Люссака;
- Показатель адиабаты воздуха;
- Реальные газы и точка фазового перехода;
- Куб Лесли;
- Теплопроводность;
- Тепловое расширение твердых тел;
- Аномалия воды;
- Двигатель Стирлинга модели D;
- Двигатель Стирлинга модели G;
- Тепловые насосы.
Виртуальный лабораторный практикум реализован в виде комплекса кроссплатформенных графических приложений, поставляемых под различные операционные системы: Microsoft Windows, Linux, MacOS, iOS, Android, а также в виде веб-приложений на основе технологии HTML5, обеспечивающих возможность дистанционного выполнения лабораторных работ в веб-браузере. Графическая составляющая программного обеспечения использует программный интерфейс и компонентную базу OpenGL 2.0.
МИНИМАЛЬНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
- Версия ОС (только для Windows-версии): Windows 7 или выше;
- Процессор: Intel Celeron / Athlon Sempron или выше (CPU частота: 1.8 ГГц);
- Память: 2 ГБ RAM;
- Графика: OpenGL 2.0 совместимая видеокарта (512 МБ VRAM);
- DirectX (только для Windows-версии): версия 9.0.c;
- Дисковое пространство: 300 МБ.
Более подробно о лабораторных работах:
1. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА
Цели лабораторной работы: исследование изменения температуры тела в зависимости от количества оборотов с помощью фрикционного шнура; исследование пропорциональности между изменением температуры и работой силы трения; проверка первого закона термодинамики; определение удельной теплоемкости материала.
2. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Цели лабораторной работы: измерение температуры алюминиевого и медного тел в зависимости от совершённой работы электрического тока; демонстрация пропорциональности изменения температуры работе электрического тока; проверка первого закона термодинамики; определение удельных теплоемкостей меди и алюминия.
3. ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА
Цели лабораторной работы: измерение давления воздуха в замкнутой камере при постоянной температуре для различных положений поршня и различного количества воздуха; отображение измеренных значений в виде p-V диаграммы; проверка закона Бойля-Мариотта.
4. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА
Цели лабораторной работы: измерение давления воздуха в замкнутом сосуде в зависимости от температуры; нанесение измеренных значений на p-T диаграмму; проверка закона Гей-Люссака.
5. ПОКАЗАТЕЛЬ АДИАБАТЫ ВОЗДУХА
Цели лабораторной работы: измерение периода колебаний алюминиевого поршня в стеклянной трубке; определение равновесного давления в замкнутом объеме воздуха; определение показателя адиабаты воздуха и сравнение результата со значением, указанным в литературе.
6. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ТОЧКА ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
Цели лабораторной работы: наблюдение гексафторида серы как в жидком, так и в газообразном состояниях; построение изотерм в виде p-V диаграммы; определение критической точки.
7. КУБ ЛЕСЛИ
Цели лабораторной работы: определение излучения куба Лесли с помощью термоэлектрического элемента Молля; измерение интенсивности тепла, излучаемого четырьмя различными поверхностями куба по отношению друг к другу, в зависимости от температуры нагрева; подтверждение того, что интенсивность излучения пропорциональна температуре в четвертой степени.
8. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Цели лабораторной работы: определение изменения температуры во времени по длине металлического стержня, который нагревается с одной стороны, но остается холодным с другой, как в динамическом, так и в стационарном состояниях; определение величины теплового потока; определение теплопроводности материала, из которого изготовлен стержень.
9. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Цели лабораторной работы: измерение теплового расширения по длине трубок из различных материалов; определение коэффициентов линейного расширения для исследуемых материалов и их сравнение со значениями, указанными в литературе.
10. АНОМАЛИЯ ВОДЫ
Цели лабораторной работы: измерение теплового расширения воды в диапазоне температур от 0 до 15 °C; демонстрация тепловой аномалии; определение температуры при максимальной плотности воды.
11. ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА МОДЕЛИ D
Цели лабораторной работы: исследование принципа работы двигателя Стирлинга как теплового двигателя; измерение скорости холостого хода в зависимости от тепловой мощности.
12. ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА МОДЕЛИ G
Цели лабораторной работы: изучение принципа работы двигателя Стирлинга гамма-типа; демонстрация работы теплового двигателя в различных режимах; построение p-V диаграммы цикла двигателя; определение механической мощности, связанной с полным циклом.
13. ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ
Цели лабораторной работы: демонстрация работы компрессионного теплового насоса; количественная оценка происходящего циклического процесса; построение эмпирических зависимостей температуры, давления и электрической мощности.
