Задание (1183804)
Текст из файла
Лабораторная работа №6
Обработка эксперимента по определению приведенного модуля объемной упругости жидкости
Цели работы:
-
закрепление основных приемов заполнения и редактирования таблицы
-
освоение основных приемов форматирования таблицы (внешнего вида)
-
освоение методов построения точечных графиков
-
получение начальных сведений для построения регрессионных зависимостей
Постановка задачи:
Создать электронную таблицу для обработки данных эксперимента по определению приведенного модуля объемной упругости жидкости.
Последовательность выполнения опыта:
-
Аккумулятор винтового пресса-молота, заполненный жидкостью, заряжается до начального давления 25 МПа.
-
Открывается вентиль, через который жидкость начинает вытекать в мерный объем (мензурку).
-
Фиксируется объем вытекшей жидкости через определенные промежутки текущего давления в аккумуляторе.
-
Опыт повторяется 3 раза
Объёмный модуль упругости (модуль объёмного сжатия) — характеристика способности вещества сопротивляться всестороннему сжатию. Эта величина определяет, какое нужно приложить внешнее давление для уменьшения объёма в 2 раза. Например, у воды объёмный модуль упругости составляет около 2000 МПа — это означает, что для уменьшения объёма воды на 1 % необходимо приложить внешнее давление 20 МПа. С другой стороны, при увеличении внешнего давления на 0,1 МПа объём воды уменьшается на 1/20000 часть.
Модуль объемной упругости жидкости определяли путем обработки результатов эксперимента по следующему алгоритму:
-
Определяется объем вытекшей жидкости на каждом интервале замеров давления:
i=1,2…9 число точек фиксации объема вытекшего масла
pi=20,15,10,5,4,3,2,1,0 [МПа] – давления, при которых фиксируется объем масла
Vi – объем вытекшей жидкости, соответствующий i-му давлению в аккумуляторе
Vi=Vi+1–Vi, (1)
при i=1…8,V9=0
-
Вычисления по п1 выполняют для каждого из трех опытов
-
Вычисляют среднее значение изменения объема на каждом интервале:
Vсрi=(
V1,i+
V2,i+
V3,i)/3 , (2)
где индексы 1,i 2,i 3,i соответствуют номеру опыта и номеру интервала -
Вычисляют среднее значение объема масла в точках фиксации давления по результатам трех опытов:
Vсрi= Vсрi+1+Vi (3)
при i=8…1,Vср9=0
-
Строится график P=f(Vср) и визуально определяют точку n перехода от нелинейного начального к линейному конечному участку графика
-
Результаты соответствующие точкам i=…n аппроксимируют прямой
p=b0+b1*Vср (4) -
Определяют приведенный модуль объемной упругости жидкости по формуле:
К=V0* dp/dVср (5)
где V0=1,1577*104 см3 – объем аккумулятора
dp/dVсрtanα= b1, α – угол наклона прямой, аппроксимирующей линейный участок зависимости P=f(Vср)
Последовательность выполнения
-
Запустить EXCEL
-
Создать таблицу с исходными данными эксперимента и поясняющими надписями в соответствие с прилагаемой ниже таблицей. Обратить внимание, что текст, целиком не помещающийся в ячейку вводится в ячейку, номер которой соответствует началу текста. Например, весь текст «Экспериментальное определение модуля объемной упругости» вводится в ячейку А1
При заполнении, там где это целесообразно, пользуйтесь методами автозаполнения и копирования, изученными на предыдущем занятии
Символы DV в тексте пояснений в таблице заменяют символы в V формулах
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | |||||||||||||
1 | Экспериментальное определение модуля объемной упругости | ||||||||||||||||||||||
2 | Величина | №эксп | Экспериментальные данные | ||||||||||||||||||||
3 | p, МПа | 20 | 15 | 10 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||||||||||||
4 | 1 | 116 | 155 | 190 | 228 | 233 | 245 | 250 | 268 | 280 | |||||||||||||
5 | DV, см3 | 2 | 130 | 164 | 202 | 235 | 243 | 251 | 260 | 272 | 290 | ||||||||||||
6 | 3 | 110 | 146 | 179 | 215 | 224 | 228 | 240 | 248 | 270 | |||||||||||||
7 | 1 | 0 | |||||||||||||||||||||
8 | DV, см3 | 2 | 0 | ||||||||||||||||||||
9 | 3 | 0 | |||||||||||||||||||||
10 | DVср, см3 | 0 | |||||||||||||||||||||
11 | Данные для построение графика результатов эксперимента | ||||||||||||||||||||||
12 | Vср, см3 | 0 | |||||||||||||||||||||
13 | p, МПа | 20 | 15 | 10 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||||||||||||
14 | погрешность | max | |||||||||||||||||||||
15 | min | ||||||||||||||||||||||
16 | Построение линейной регрессии | ||||||||||||||||||||||
17 | коэффициенты | m1 | b | ||||||||||||||||||||
18 | |||||||||||||||||||||||
19 | Линейная аппроксимация | ||||||||||||||||||||||
20 | p, МПа | ||||||||||||||||||||||
21 | Объем аккумулятора | ||||||||||||||||||||||
22 | 1,1577E4 | V0, см3 | |||||||||||||||||||||
23 | Приведенный модуль объемной упругости | ||||||||||||||||||||||
24 | МПа |
-
Занести в ячейку С7 формулу (1), которая будет иметь вид =D4-C4 и распространить ее на диапазон C7:J9 .
-
Занести в ячейку С10 формулу для определения среднего значения изменения объема
Vсрi Для этого можно воспользоваться встроенной функцией СРЗНАЧ. Рассмотрим порядок ввода формул с использованием встроенных функций на этом примере:
-
установить курсор в ячейку C10
-
нажать на кнопку
(Мастер функции или Вставить функцию) на стандартной панели инструментов
-
в открывшемся окне выбрать Категория: Математические, Функция: СРЗНАЧ и щелкните по кнопке ОК
-
в открывшемся окне диалога в пункте Число1 вместо предложенного мастером функций диапазона занесите диапазон ячеек, для которых вы вычисляете среднее значение C7:C9 и щелкните по экранной кнопке OK (Закончить)
Ввод диапазона можно осуществлять как вручную (обратите внимание на то, что клавиатура должна находиться в латинском регистре), так и мышью – что более предпочтительно.
Для ввода диапазона с помощью мыши необходимо просто выделить мышью нужный вам диапазон в таблице (если нужный диапазон закрыт окном диалога, то окно можно передвинуть в другое место экрана методом Drag and Drop)
-
Распространить формулу в ячейке С10 на диапазон
-
Для того, чтобы увидеть точное значение вычисленных величин (если Excel округлил их до целых), выделите диапазон С10:J10 и несколько раз нажмите кнопку
(Увеличить разрядность) на панели инструментов Форматирование.
-
В ячейку J12 внести формулу (3), которая будет иметь вид=K12+J10 и распространить ее на диапазон J12:C12. Если это необходимо, то увеличьте разрядность отображения величин.
-
В ячейки C14 и C15 занесите формулы для определения максимальной и минимальной погрешности вычисления объема, которые будут иметь вид:
для C14: =МАКС(С7:C9)-C10
для C15: =C10-МИН(C7:C9)
Функции МИН и МАКС находятся в категории Статистические мастера функций. -
Распространите формулы из диапазона C13:C14 на диапазон C13:K14
-
Построить график зависимости P=f(Vср) :
-
выделите диапазон ячеек B12:K13, на основании которого вы будете строить диаграмму.
-
воспользуйтесь командой меню вкладка Вставка-Диаграмма.
-
Щелчком мыши выберите тип диаграммы Точечная, а вид – гладкими кривыми и маркерами.
-
Шаг2: В меню данные нажать кнопку Выбрать Данные;
-
Шаг3: В всплывающем окне нажать кнопку Добавить ряд;
-
Шаг4: Для выбора диапазона данных нажмите кнопку с красной стрелкой
;
-
Шаг5: В окне Поместить диаграмму на листе выберите пункт Имеющемся, рядом с которым выберите в открывающемся списке пункт Лист2. Нажмите кнопку Готово.
-
Как правило, вид созданной диаграммы мастером диаграмм бывает неудовлетворительным, поэтому диаграмму следует отформатировать. Выполните форматирование диаграммы в соответствие со следующими указаниями:
-
Щелкните мышью по области диаграммы. Область диаграммы выделится черной рамкой, по углам которой и в середине сторон имеются черные квадратики – размерные маркеры. Кроме того в меню Excel добавится пункт Диаграмма
Для изменения размеров диаграммы необходимо буксировать размерные маркеры. Перед буксировкой необходимо навести указатель мыши на один из размерных маркеров. Указатель мыши при этом примет вид двунаправленной стрелки. После чего необходимо нажать левую клавишу мыши и перемещать (буксировать) маркер. Буксировка маркера, расположенного в середине стороны, позволяет изменять горизонтальные и вертикальные размеры диаграммы. Буксировка углового маркера позволяет изменять одновременно вертикальные и горизонтальные размеры.
Для перемещения диаграммы необходимо навести указатель мыши на область диаграммы (указатель примет вид белой стрелки, направленной под углом влево-вверх) и отбуксировать ее на новое место -
Отбуксируйте диаграмму в левый верхний угол листа, а затем измените ее размеры так, чтобы она занимала примерно ¾ пространства листа.
-
Диаграмма состоит из нескольких элементов. К ним, в частности, относятся:
-
область диаграммы (весь чертеж)
-
область построения диаграммы
-
легенда
-
ряды данных
-
названия осей и т.п.
Для редактирования элемента его необходимо выделить. Это можно сделать нажатием стрелок перемещения курсора ↑ ↓ на клавиатуре, либо одиночным щелчком левой клавиши мыши по соответствующему элементу. При выделении в поле имени (крайнее левое поле в строке формул) появляется название элемента. Выделенный элемент отмечается размерными маркерами.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.