Практична робота № 4. Тема: Перевірка законів ідеального газу. Ізопроцеси.. Теоретичні відомості

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Практична робота № 4

Тема: Перевірка законів ідеального газу. Ізопроцеси.

Мета: Перевірка газових законів. Навчитися будувати графіки ізопроцесів.

Обладнання: Скляна пробірка, лінійка, ємності з холодною та гарячою водою, барометр, шприц, калориметр.

Питання до захисту практичної роботи:

а) Дати визначення ізобаричному, ізохоричному та ізотермічному процесам.

б) Що являють собою графіки ізобари, ізохори, ізотерми?

в) Співвідношення температур за Кельвіном та Цельсієм.

г) Зв'язок кінетичної енергії молекул і температури.

Теоретичні відомості

Ідеальний газ – це газ, в якому силами взаємодії між молекулами можна знехтувати.

Співвідношення для фіксованої маси ідеального газу завжди залишається сталим.

1. Тиск – це сила, що діє на одиницю площі. = F/S. Одиниця вимірювання тиску – Паскаль.

Таблиця несистемних одиниць вимірювання тиску.

Бар	Технічна атмосфера	Фізична атмосфера	Міліметр ртутного стовпа
1 Па= 10^{− 5}[бар]	1 Па= 10, 197·10^{− 6}[ат]	1 Па= 9, 8692·10^{− 6}[атм]	1 Па= 7, 5006·10^{− 3}[мм рт. cт. ]
1 бар=10^{− 5} [Па]	1 ат= 98066, 5 [Па]	1 атм=101325 [Па]	1мм. рт. ст. =133, 3 [Па]

На 1 см² земної поверхні повітря чинить тиск 1, 033 кг. Якщо прийняти площу поверхні тіла людини близько 15000 см², то, очевидно, що вона знаходиться під тиском порядку 15500 кг.

2. Температура Т – це міра кінетичної енергії молекул.

Кінетична енергія і температура пов’язані сталою Больцмана ·

Для газових законів температуру необхідно виражати у Кельвінах, а не в Цельсіях.

Нуль градусів по Кельвіну ( - 273°С) – це температура абсолютного нуля, тобто, температура, при якій молекули речовини мають найменш можливу кінетичну енергію.

3. Об’єм - число кубічних одиниць.

4. Ізопроцеси:

Ізотермічний (закон Бойля — Маріотта)	Ізохорний(закон Шарля)	Ізобарний(закон Гей-Люссака)

Хід роботи:

1. Перевірка з. Гей-Люссака ( ізобаричний процес ).

а)Наповнити пробірку водою до країв. Перелити воду у мірну посудину та визначити об’єм води . Ці дані використовувати як об’єм повітря у пробірці.

Для контролю даних вимірювання об’єму пробірки зважити перелиту воду у мірній посудині на вагах. Віднявши масу пустої мірної посудини, отримаємо масу води у пробірці . Згідно формули , знаючи густину води , обчислити об’єм . Порівняти дані, або взяти середнє між ними, якщо вони різняться.

б) Виміряти температуру у аудиторії , перевірити температуру холодної води (вона повинна дорівнювати кімнатній), температуру гарячої води . Перевести дані у Кельвіни. - температура нагрітого повітря. – кімнатна температура повітря.

в) Опустити порожню пробірку у гарячу воду та зачекати, поки вона прогріється. Повітря в середині пробірки розшириться і частина його вийде, тиск залишиться атмосферним. Вважаємо, що повітря в середині пробірки прогрівається до температури гарячої води.

г) Закривши отвір пробірки пальцем (або пластиліном), обережно витягнути пробірку з гарячої води, перевернути отвором вниз та опустити у холодну воду (температура якої дорівнює кімнатній) вертикально. Відкрити отвір пробірки під водою. Закріпити пробірку на штативі, щоб тепло руки не передавалося до пробірки. Зачекати, поки система прийде у стан теплової рівноваги (поки пробірка охолоне до в кімнатної температури). Об’єм повітря у пробірці зменшиться згідно закону Гей-Люссака:

Тиск - залишиться атмосферним.

д) Щоб перевірити справедливість цього закону необхідно визначити - об’єм, який займає повітря в середині пробірки після охолодження до кімнатної температури . Для цього необхідно від об’єму пробірки відняти об’єм водяного стовпчика ., що зайшов у пробірку. Не виймаючи пробірку з води – виміряти висоту водяного стовпчика , потім виміряти внутрішній діаметр пробірки d, обчислити площу поперечного перерізу пробірки

- формула для об’єму циліндра. Отже:

Температура теплої води Температура кімнатна Об’єм пробірки Висота вод. стовпчика Діаметр пробірки Площа отвору Об’єм вод. стовпчика Об’єм охол. повітря

d[см]

2. Побудова графіку ізотермічного процесу (Закон Бойля-Маріотто).

За допомогою демонстраційного приладу для вивчення газових законів зняти показники тиску p, змінюючи об’єм циліндру . Застарілу одиницю вимірювання тиску «технічна атмосфера» - переводити у Паскалі (табл. – дивись вище).

Об’єм циліндру: , де

p

3. Записати висновки.

⇐ Предыдущая 1 23