Determining the Density and Molar Mass of Air in a Home Experiment

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorPodlasov Serhii Oleksandrovych
dc.contributor.authorПодласов Сергій Олександрович
dc.date.accessioned2024-09-20T09:46:41Z
dc.date.available2024-09-20T09:46:41Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractFormulation of the problem. Experimental research is an integral part of physics education. During distance learning, students can carry out hands-on experiments only at home. Modern smartphones, equipped with various sensors, offer significant capabilities for this purpose. Theliteratureoffersquite extensive descriptionsof experimentsaimedat determining mechanical, acoustic, and optical quantities using smartphones. At the same time, insufficient attention has been paid to determining gas parameters that can be measured using the pressure sensor embedded in smartphones. Therefore, the relevant task is to develop a methodology for experimentingto determine the density of air and its molar mass at home using a pressure sensor.Materials and methods. To achieve the objective of the study, we used the analysis of the curriculum of the course "General Physics for Bachelor of Engineering", a review of the methodological instructions for performing laboratory work in the section "Molecular Physics and Thermodynamics" of the physics course of technical universities, a review of the literature on the topic of the study, and an analysis of the results of student research on the dependence of air pressure on altitude. We also surveyed students about the possibility of conducting the research athome and their interest in conducting other experiments using a smartphone.Results. The methodology for determining the density and molar mass of air was developed based on the results of a study of the pressure-height dependence. It is shown that it is necessary to perform statistical processing of experimental data to estimate the sought quantities. The experimental results allowed us to obtain values of density and molar mass of air that show a good correlation with the tabulated values.Conclusions. Studying the pressure-altitude relationship using a smartphone and the PhyPhox application allows for fairly accurate calculations of air density and molar mass. According to the survey results, students responded positively to conducting home experiments using smartphones.
dc.description.abstractПостановка 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 звикористанням 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 PhyPhoxдозволяє достатньо точно обчислити густину і молярну масу повітря. За результатами опитування встановлено, що студенти схвально відносяться до виконання домашніх досліджень з використанням смартфона.
dc.identifier.citationPodlasov S. Determining the Density and Molar Mass of Air in a Home Experiment [Техt] / S. Podlasov // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, М.Г. Друшляк та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2024. – Вип. 3 (39). – С. 75–80. – DOI: 10.31110/fmo2024.v39i3-10
dc.identifier.doi10.31110/fmo2024.v39i3-10
dc.identifier.orcid0000-0002-3947-4401
dc.identifier.urihttps://repository.sspu.edu.ua/handle/123456789/15459
dc.language.isoen
dc.subjectbarometric formula
dc.subjectair density
dc.subjectsmartphone
dc.subjectpressure sensor
dc.subjecthome experiment
dc.subjectteaching physics
dc.subjectбарометрична формула
dc.subjectгустина повітря
dc.subjectсмартфон
dc.subjectдатчик тиску
dc.subjectдомашній експеримент
dc.subjectнавчання фізики
dc.titleDetermining the Density and Molar Mass of Air in a Home Experiment
dc.title.alternativeВизначення густини та молярної маси повітря в домашньому експерименті
dc.typeArticle
dc.udc.udc372.853
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Podlasov Serhii Oleksandrovych.pdf
Розмір:
4.25 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
2.9 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Фізико-математична освіта