Իդեալական գազի կախվածությունը ծավալից. Գազային պետության հիմնական օրենքները. Գեյ-Լուսակի օրենքը ստուգելը

Կայքի բաժիններ

Խմբագրի ընտրությունը.

Գովազդ

Տուն - Կահույք

Բալոններում օդի քանակը կախված է բալոնի ծավալից, օդի ճնշումից և ջերմաստիճանից: Օդի ճնշման և դրա ծավալի միջև կապը հաստատուն ջերմաստիճանում որոշվում է հարաբերություններով

որտեղ р1 և р2 սկզբնական և վերջնական բացարձակ ճնշումն են՝ kgf/cm²;

V1 և V2 - օդի սկզբնական և վերջնական ծավալը, լ. Օդի ճնշման և նրա ջերմաստիճանի միջև կապը հաստատուն ծավալով որոշվում է հարաբերություններով

որտեղ t1 և t2 օդի սկզբնական և վերջնական ջերմաստիճաններն են:

Օգտագործելով այս կախվածությունները, դուք կարող եք լուծել տարբեր խնդիրներ, որոնք դուք բախվում եք օդային շնչառական ապարատի լիցքավորման և շահագործման գործընթացում:

Օրինակ 4.1.Սարքի բալոնների ընդհանուր տարողությունը 14 լիտր է, դրանցում օդի ավելցուկային ճնշումը (ըստ մանոմետրի)՝ 200 կգ/սմ²։ Որոշեք ազատ օդի ծավալը, այսինքն՝ նորմալ (մթնոլորտային) պայմանների իջեցված ծավալը։

Լուծում.Մթնոլորտային օդի սկզբնական բացարձակ ճնշում p1 = 1 կգֆ/սմ²: Վերջնական բացարձակ ճնշում սեղմված օդըр2 = 200 + 1 = 201 կգ/սմ²: Սեղմված օդի վերջնական ծավալը V 2 = 14 լ: Ազատ օդի ծավալը բալոններում՝ համաձայն (4.1)

Օրինակ 4.2. 40 լիտր տարողությամբ տրանսպորտային բալոնից 200 կգֆ/սմ² ճնշմամբ (բացարձակ ճնշում 201 կգ/սմ²) օդը փոխանցվել է 14 լիտր ընդհանուր տարողությամբ ապարատի բալոնների մեջ և 30 կգֆ/սմ² մնացորդային ճնշումով։ (բացարձակ ճնշում 31 կգ/սմ²): Որոշեք օդի ճնշումը բալոններում օդի շրջանցումից հետո:

Լուծում.Ազատ օդի ընդհանուր ծավալը տրանսպորտի և սարքավորումների բալոնների համակարգում՝ համաձայն (4.1)

Սեղմված օդի ընդհանուր ծավալը բալոնային համակարգում
Օդի շրջանցումից հետո բալոնային համակարգում բացարձակ ճնշում
ավելցուկային ճնշում = 156 կգ/սմ²:

Այս օրինակը կարելի է լուծել մեկ քայլով՝ բանաձևով հաշվարկելով բացարձակ ճնշումը

Օրինակ 4.3.+17°C ջերմաստիճան ունեցող սենյակում ապարատի բալոններում օդի ճնշումը չափելիս ճնշման չափիչը ցույց է տվել 200 կգ/սմ²: Սարքը դուրս է բերվել դրսում, որտեղ մի քանի ժամ անց աշխատանքային ստուգման ժամանակ ճնշման չափիչի վրա ճնշման անկում է հայտնաբերվել մինչև 179 կգ/սմ²: Արտաքին օդի ջերմաստիճանը -13°C է: Բալոններից օդի արտահոսքի կասկած կա: Ստուգեք այս կասկածի վավերականությունը՝ օգտագործելով հաշվարկները:

Լուծում.Բալոններում օդի սկզբնական բացարձակ ճնշումը p1 = 200 + 1 = 201 կգ/սմ² է, վերջնական բացարձակ ճնշումը p2 = 179 + 1 = 180 կգֆ/սմ²: Օդի սկզբնական ջերմաստիճանը բալոններում t1 = + 17° C, վերջնական ջերմաստիճան t2 = - 13° C: Հաշվարկված վերջնական բացարձակ օդի ճնշումը բալոններում՝ համաձայն (4.2)

Կասկածներն անհիմն են, քանի որ իրական և հաշվարկված ճնշումները հավասար են։

Օրինակ 4.4.Ստորջրյա լողորդը սպառում է 30 լ/րոպե սեղմված օդը, որը սեղմված է 40 մ խորության ճնշման տակ:

Լուծում.Սկզբնական (մթնոլորտային) բացարձակ օդի ճնշում p1 = l kgf/cm²: Սեղմված օդի վերջնական բացարձակ ճնշումը ըստ (1.2) р2 =1 + 0.1*40 = 5 կգֆ/սմ²: Վերջնական սեղմված օդի հոսքը V2 = 30 լ/րոպե: Օդի ազատ հոսք՝ համաձայն (4.1)

Ներածություն

Իդեալական գազի վիճակն ամբողջությամբ նկարագրվում է չափելի մեծություններով՝ ճնշում, ջերմաստիճան, ծավալ։ Այս երեք մեծությունների միջև կապը որոշվում է գազի հիմնական օրենքով.

Աշխատանքի նպատակը

Բոյլ-Մարիոտի օրենքի ստուգում.

Լուծման ենթակա խնդիրներ

Չափել օդի ճնշումը ներարկիչում, երբ ծավալը փոխվում է, հաշվի առնելով, որ գազի ջերմաստիճանը մշտական է:

Փորձարարական կարգավորում

Սարքեր և պարագաներ

Ճնշման չափիչ

Ձեռքով վակուումային պոմպ

Այս փորձի ժամանակ Բոյլ-Մարիոտի օրենքը հաստատվում է՝ օգտագործելով Նկար 1-ում ներկայացված կարգավորումը: Ներարկիչում օդի ծավալը որոշվում է հետևյալ կերպ.

որտեղ p 0 մթնոլորտային ճնշում, аp – ճնշում, որը չափվում է ճնշման չափիչի միջոցով:

Աշխատանքային կարգը

Ներարկիչի մխոցը դրեք 50 մլ նշագծի վրա:

Հպեք ձեռնարկի միացնող խողովակի ազատ ծայրը վակուումային պոմպդեպի ներարկիչի ելքը:

Մխոցը երկարացնելիս ավելացրեք ծավալը 5 մլ-ով և գրանցեք ճնշման չափիչի ցուցումները սև մասշտաբով:

Մխոցի տակ ճնշումը որոշելու համար անհրաժեշտ է մթնոլորտային ճնշումից հանել մոնոմետրի ցուցումները՝ արտահայտված պասկալներով։ Մթնոլորտային ճնշումհավասար է մոտավորապես 1 բարի, որը համապատասխանում է 100000 Պա:

Չափումների արդյունքները մշակելու համար պետք է հաշվի առնել միացնող գուլպանում օդի առկայությունը: Դա անելու համար միացնող գուլպանի ծավալը չափում և հաշվում են՝ չափելով գուլպանի երկարությունը ժապավենով և գուլպանի տրամագիծը տրամաչափով՝ հաշվի առնելով, որ պատի հաստությունը 1,5 մմ է։

Նկարեք չափված օդի ծավալը ճնշման համեմատ:

Հաշվե՛ք ծավալի կախվածությունը ճնշումից մշտական ջերմաստիճանում՝ օգտագործելով Բոյլ-Մարիոտի օրենքը և գծե՛ք գրաֆիկ:

Համեմատեք տեսական և փորձարարական կախվածությունները:

2133. Գազի ճնշման կախվածությունը մշտական ծավալի ջերմաստիճանից (Չարլզի օրենք)

Ներածություն

Դիտարկենք գազի ճնշման կախվածությունը ջերմաստիճանից այն պայմանով, որ գազի որոշակի զանգվածի ծավալը մնա հաստատուն։ Այս ուսումնասիրություններն առաջին անգամ իրականացվել են 1787 թվականին Ժակ Ալեքսանդր Սեզար Չարլզի (1746-1823) կողմից։ Գազը ջեռուցվում էր մեծ կոլբայի մեջ, որը միացված էր սնդիկային մանոմետրին՝ նեղ կոր խողովակի տեսքով։ Անտեսելով կոլբայի ծավալի աննշան աճը տաքացման ժամանակ և ծավալի աննշան փոփոխությունը, երբ սնդիկը տեղաշարժվում է նեղ մանոմետրիկ խողովակի մեջ: Այսպիսով, գազի ծավալը կարելի է համարել հաստատուն։ Կոլբը շրջապատող անոթում ջուր տաքացնելով, գազի ջերմաստիճանը չափվել է ջերմաչափի միջոցով Տ, և համապատասխան ճնշումը r- ըստ ճնշման չափիչի. Անոթը լցնելով հալվող սառույցով, որոշվել է ճնշումը r Օ, և համապատասխան ջերմաստիճանը Տ Օ. Պարզվել է, որ եթե 0  C-ում ճնշումը r Օ , այնուհետև 1  C-ով տաքացնելիս ճնշման բարձրացումը կլինի ներսում  r Օ.

 մեծությունն ունի նույն արժեքը (ավելի ճիշտ՝ գրեթե նույնը) բոլոր գազերի համար, այն է՝ 1/273  C -1։  մեծությունը կոչվում է ճնշման ջերմաստիճանի գործակից։ Չարլզի օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել գազի ճնշումը ցանկացած ջերմաստիճանում, եթե հայտնի է նրա ճնշումը 0  C ջերմաստիճանում էջ o , և նույն գազի ճնշումը ջերմաստիճանումՉարլզի օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել գազի ճնշումը ցանկացած ջերմաստիճանում, եթե հայտնի է նրա ճնշումը 0  C ջերմաստիճանումտ , և նույն գազի ճնշումը ջերմաստիճանում. Ջերմաստիճանը փոխվում է  r Օ , և նույն գազի ճնշումը ջերմաստիճանում, և ճնշումը փոխվում է r, ապա ճնշումը

Անոտացիա:թեմայի ավանդական ներկայացում, որը լրացվում է համակարգչային մոդելի ցուցադրությամբ:

Երեքից համախմբման վիճակներԱմենապարզ նյութը գազային վիճակն է։ Գազերում մոլեկուլների միջև գործող ուժերը փոքր են և որոշակի պայմաններում կարող են անտեսվել:

Գազը կոչվում է կատարյալ , Եթե:

Մոլեկուլների չափերը կարող են անտեսվել, այսինքն. մոլեկուլները կարելի է համարել նյութական կետեր.

Մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը կարող են անտեսվել (մոլեկուլների փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան շատ ավելի քիչ է, քան նրանց կինետիկ էներգիան);

Մոլեկուլների բախումները միմյանց և անոթի պատերի հետ կարելի է համարել բացարձակ առաձգական։

Իրական գազերն իրենց հատկություններով մոտ են իդեալական գազերին, երբ.

Նորմալ պայմաններին մոտ պայմաններ (t = 0 0 C, p = 1.03·10 5 Pa);

Բարձր ջերմաստիճաններում.

Իդեալական գազերի վարքագիծը կարգավորող օրենքները փորձնականորեն հայտնաբերվել են բավականին վաղուց։ Այսպիսով, Բոյլ-Մարիոտի օրենքը հաստատվել է դեռևս 17-րդ դարում։ Տանք այս օրենքների ձևակերպումները.

Բոյլի օրենքը - Մարիոտ:Թող գազը լինի այնպիսի պայմաններում, որտեղ նրա ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն (այդպիսի պայմանները կոչվում են իզոթերմային Այնուհետև գազի տրված զանգվածի համար ճնշման և ծավալի արտադրյալը հաստատուն է.

Այս բանաձեւը կոչվում է իզոթերմային հավասարում. Գրաֆիկորեն, p-ի կախվածությունը V-ից տարբեր ջերմաստիճանների համար ներկայացված է նկարում:

Ծավալի փոփոխության դեպքում մարմնի ճնշումը փոխելու հատկությունը կոչվում է սեղմելիություն. Եթե ծավալի փոփոխությունը տեղի է ունենում T=const-ում, ապա բնութագրվում է սեղմելիությունը իզոթերմային սեղմելիության գործակիցըորը սահմանվում է որպես ծավալի հարաբերական փոփոխություն, որն առաջացնում է ճնշման միավորի փոփոխություն:

Իդեալական գազի համար հեշտ է հաշվարկել դրա արժեքը։ Իզոթերմի հավասարումից մենք ստանում ենք.

Մինուս նշանը ցույց է տալիս, որ երբ ծավալը մեծանում է, ճնշումը նվազում է: Այսպիսով, իդեալական գազի իզոթերմային սեղմելիության գործակիցը հավասար է նրա ճնշման փոխադարձությանը: Ճնշումը մեծանալով՝ նվազում է, քանի որ Որքան բարձր է ճնշումը, այնքան ավելի քիչ հնարավորություն ունի գազը հետագա սեղմման համար:

Գեյ-Լյուսակի օրենքը.Թող գազը լինի այնպիսի պայմաններում, երբ նրա ճնշումը պահպանվում է հաստատուն (այդպիսի պայմանները կոչվում են իզոբարիկ ) Դրանց կարելի է հասնել՝ գազ տեղադրելով շարժական մխոցով փակված բալոնում։ Այնուհետև գազի ջերմաստիճանի փոփոխությունը կհանգեցնի մխոցի շարժմանը և ծավալի փոփոխությանը: Գազի ճնշումը կմնա հաստատուն։ Այս դեպքում գազի տվյալ զանգվածի համար դրա ծավալը համաչափ կլինի ջերմաստիճանին.

որտեղ V 0 ծավալն է t = 0 0 C ջերմաստիճանում, - ծավալային ընդարձակման գործակիցգազեր Այն կարող է ներկայացվել սեղմելիության գործակցի նման ձևով.

Գրաֆիկորեն Վ–ի կախվածությունը Տ–ից տարբեր ճնշումներցույց է տրված նկարում:

Ցելսիուսի ջերմաստիճանից անցնելով բացարձակ ջերմաստիճանի, Գեյ-Լյուսակի օրենքը կարելի է գրել այսպես.

Չարլզի օրենքը.Եթե գազը գտնվում է այնպիսի պայմաններում, որտեղ նրա ծավալը մնում է հաստատուն ( իզոխորիկ պայմաններ), ապա գազի տվյալ զանգվածի համար ճնշումը համաչափ կլինի ջերմաստիճանին.

որտեղ p 0 - ճնշում t = 0 0 C ջերմաստիճանում, - ճնշման գործակիցը. Այն ցույց է տալիս գազի ճնշման հարաբերական աճը, երբ այն տաքացվում է 1 0:

Չարլզի օրենքը կարող է գրվել նաև այսպես.

Ավոգադրոյի օրենքը.Ցանկացած իդեալական գազի մեկ մոլը նույն ջերմաստիճանում և ճնշման տակ զբաղեցնում է նույն ծավալը: Նորմալ պայմաններում (t = 0 0 C, p = 1,03·10 5 Պա) այս ծավալը հավասար է մ -3 /մոլի:

1 մոլում պարունակվող մասնիկների քանակը տարբեր նյութեր, կանչեց Ավոգադրոյի հաստատունը :

Նորմալ պայմաններում հեշտ է հաշվարկել n0 մասնիկների թիվը 1 մ3-ի վրա.

Այս համարը կոչվում է Լոշմիդտի համարը.

Դալթոնի օրենքը.իդեալական գազերի խառնուրդի ճնշումը հավասար է դրան ներթափանցող գազերի մասնակի ճնշումների գումարին, այսինքն.

Որտեղ - մասնակի ճնշումներ- ճնշումը, որը կգործադրեն խառնուրդի բաղադրիչները, եթե դրանցից յուրաքանչյուրը նույն ջերմաստիճանում զբաղեցնի խառնուրդի ծավալին հավասար ծավալ։

Կլապեյրոն - Մենդելեևի հավասարումը.Գազի իդեալական օրենքներից մենք կարող ենք ստանալ վիճակի հավասարումը , միացնելով հավասարակշռության վիճակում գտնվող իդեալական գազի T, p և V: Այս հավասարումն առաջին անգամ ստացել են ֆրանսիացի ֆիզիկոս և ինժեներ Բ. Կլապեյրոնը և ռուս գիտնականներ Դ.Ի. Մենդելեևը, հետևաբար, կրում է նրանց անունը:

Թող գազի որոշակի զանգված զբաղեցնի V 1 ծավալ, ունենա p 1 ճնշում և լինի T 1 ջերմաստիճանում։ Տարբեր վիճակում գտնվող գազի նույն զանգվածը բնութագրվում է V 2, p 2, T 2 պարամետրերով (տես նկարը): 1-ին վիճակից 2-րդ վիճակի անցումը տեղի է ունենում երկու պրոցեսների տեսքով՝ իզոթերմային (1 - 1") և իզոխորիկ (1" - 2):

Այս գործընթացների համար մենք կարող ենք գրել Բոյլի - Մարիոտի և Գեյ - Լուսակի օրենքները.

Հավասարումներից հեռացնելով p 1»՝ մենք ստանում ենք

Քանի որ 1-ին և 2-րդ վիճակներն ընտրվել են կամայականորեն, վերջին հավասարումը կարելի է գրել այսպես.

Այս հավասարումը կոչվում է Կլապեյրոնի հավասարումը , որտեղ B-ն հաստատուն է՝ տարբեր գազերի տարբեր զանգվածների համար։

Մենդելեևը համատեղել է Կլապեյրոնի հավասարումը Ավոգադրոյի օրենքի հետ։ Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն՝ նույն p և T-ով ցանկացած իդեալական գազի 1 մոլը զբաղեցնում է նույն ծավալը V m, հետևաբար B հաստատունը նույնը կլինի բոլոր գազերի համար։ Բոլոր գազերի համար ընդհանուր այս հաստատունը նշվում է R-ով և կոչվում է ունիվերսալ գազի հաստատուն. Հետո

Այս հավասարումն է վիճակի իդեալական գազի հավասարումը , որը նաև կոչվում է Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարումը .

Համընդհանուր գազի հաստատունի թվային արժեքը կարող է որոշվել p, T և V m արժեքները փոխարինելով Կլապեյրոն-Մենդելեևի հավասարման մեջ նորմալ պայմաններում.

Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարումը կարելի է գրել գազի ցանկացած զանգվածի համար։ Դա անելու համար հիշեք, որ m զանգվածով գազի ծավալը կապված է մեկ մոլի ծավալի հետ V = (m/M)V m բանաձևով, որտեղ M է. գազի մոլային զանգված. Այնուհետև m զանգվածով գազի Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարումը կունենա ձև.

որտեղ է խալերի քանակը.

Հաճախ իդեալական գազի վիճակի հավասարումը գրվում է Բոլցմանի հաստատուն :

Դրա հիման վրա վիճակի հավասարումը կարող է ներկայացվել որպես

որտեղ է մոլեկուլների կոնցենտրացիան: Վերջին հավասարումից պարզ է դառնում, որ իդեալական գազի ճնշումն ուղիղ համեմատական է նրա ջերմաստիճանին և մոլեկուլների կոնցենտրացիային։

Փոքր ցուցադրությունիդեալական գազի օրենքներ. Կոճակը սեղմելուց հետո «Եկեք սկսենք»Կոճակը սեղմելուց հետո կտեսնեք հաղորդավարի մեկնաբանությունները, թե ինչ է կատարվում էկրանին (սև գույն) և համակարգչի գործողությունների նկարագրությունը։ «Հաջորդ» (շագանակագույն) Երբ համակարգիչը «զբաղված է» (այսինքն՝ թեստավորումն ընթացքի մեջ է), այս կոճակն անգործուն է: Գնալ դեպի հաջորդ շրջանակը, միայն ներկա փորձով ստացված արդյունքը ըմբռնելով։ (Եթե ձեր ընկալումը չի համընկնում հաղորդավարի մեկնաբանությունների հետ, գրեք!)

Դուք կարող եք ստուգել գազի իդեալական օրենքների վավերականությունը գոյություն ունեցողների վրա

XVII-ում - 19-րդ դարերՁևակերպվեցին իդեալական գազերի փորձարարական օրենքներ։ Համառոտ հիշենք դրանք։

Իդեալական գազի իզոպրոցեսներ- գործընթացներ, որոնցում պարամետրերից մեկը մնում է անփոփոխ:

1. Իզոխորիկ գործընթաց . Չարլզի օրենքը. V = կոնստ.

Իզոխորիկ գործընթացկոչվում է գործընթաց, որը տեղի է ունենում, երբ հաստատուն ծավալՎ. Գազի վարքագիծը այս իզոխորիկ գործընթացում ենթարկվում է Չարլզի օրենքը :

Գազի զանգվածի և դրա մշտական ծավալով և հաստատուն արժեքներով մոլային զանգված, գազի ճնշման հարաբերակցությունը նրա բացարձակ ջերմաստիճանին մնում է հաստատուն՝ P/T= կոնստ.

Իզոխորիկ գործընթացի գրաֆիկը միացված է PV- դիագրամը կոչվում է isochore . Օգտակար է իմանալ իզոխորիկ գործընթացի գրաֆիկը RT- Եվ ՎՏ-դիագրամներ (նկ. 1.6):

Իզոխորի հավասարում. Որտեղ P 0 – ճնշում 0 °C-ում, α -ջերմաստիճանի գործակիցը գազի ճնշումը հավասար է 1/273 աստիճան -1: Նման կախվածության գրաֆիկըРt

- դիագրամն ունի Նկար 1.7-ում ներկայացված ձևը:

2. Բրինձ. 1.7Իզոբարային գործընթաց. Գեյ-Լյուսակի օրենքը.Ռ

= կոնստ. Իզոբարային պրոցեսը պրոցես է, որը տեղի է ունենում մշտական ճնշման P . Գազի վարքագիծը իզոբարային գործընթացի ժամանակ ենթարկվում է:

Գեյ-Լյուսակի օրենքը Ինչպես գազի, այնպես էլ նրա մոլային զանգվածի մշտական ճնշման և մշտական արժեքների դեպքում գազի ծավալի և բացարձակ ջերմաստիճանի հարաբերակցությունը մնում է հաստատուն.= կոնստ.

Վ/Տ ՎՏ- դիագրամը կոչվում է Իզոբարային գործընթացի գրաֆիկը միացված է իզոբար PV- Եվ . Օգտակար է իմանալ իզոբարային գործընթացի գրաֆիկները RT

-դիագրամներ (նկ. 1.8):

Բրինձ. 1.8

Իզոբարի հավասարումը. Որտեղ α =1/273 աստիճան -1 -ծավալային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցը . Նման կախվածության գրաֆիկը Vt

դիագրամն ունի Նկար 1.9-ում ներկայացված ձևը:

3. Բրինձ. 1.9Իզոթերմային գործընթաց. Բոյլ-Մարիոտի օրենքը.= կոնստ.

ՏԻզոթերմային գործընթացը գործընթաց է, որը տեղի է ունենում, երբմշտական ջերմաստիճան

Տ. Իդեալական գազի վարքագիծը իզոթերմային գործընթացի ժամանակ ենթարկվում է

Բոյլ-Մարիոտի օրենքը. Գազի զանգվածի և նրա մոլային զանգվածի մշտական ջերմաստիճանի և հաստատուն արժեքների դեպքում գազի ծավալի և ճնշման արտադրյալը մնում է հաստատուն.= կոնստ.

PV PV- դիագրամը կոչվում է Իզոթերմային գործընթացի գրաֆիկը միացված է իզոթերմ ՎՏ- Եվ . Օգտակար է իմանալ իզոբարային գործընթացի գրաֆիկները. Օգտակար է իմանալ իզոթերմային գործընթացի գրաֆիկները

-դիագրամներ (նկ. 1.10):

Բրինձ. 1.10

(1.4.5)

4. Իզոթերմի հավասարում.Ադիաբատիկ գործընթաց

(իսենտրոպիկ):

5. Ադիաբատիկ պրոցեսը ջերմադինամիկ գործընթաց է, որը տեղի է ունենում առանց շրջակա միջավայրի հետ ջերմափոխանակության:Գործընթաց, որի ժամանակ գազի ջերմունակությունը մնում է անփոփոխ։Պոլիտրոպիկ գործընթաց - ընդհանուր դեպքվերը նշված բոլոր գործընթացները:

6. Ավոգադրոյի օրենքը.Նույն ճնշումների և ջերմաստիճանների դեպքում տարբեր իդեալական գազերի հավասար ծավալները պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ: Տարբեր նյութերի մեկ մոլը պարունակում է N A=6.02·10 23 մոլեկուլներ (Ավոգադրոյի թիվը):

7. Դալթոնի օրենքը.Իդեալական գազերի խառնուրդի ճնշումը հավասար է դրանում ընդգրկված գազերի P մասնակի ճնշումների գումարին.

(1.4.6)

Մասնակի ճնշումը Pn-ն այն ճնշումն է, որը կգործադրի տվյալ գազը, եթե այն միայնակ զբաղեցներ ամբողջ ծավալը:

ժամը , գազի խառնուրդի ճնշում.

հավասար է. Շատ ցածր ջերմաստիճաններում, երբ գազը մոտենում է հեղուկացման վիճակին, ինչպես նաև ուժեղսեղմված գազեր

Չարլզի օրենքը չի գործում։ Չարլզի և Գեյ-Լյուսակի օրենքում ներառված  և  գործակիցների համընկնումը պատահական չէ։ Քանի որ գազերը հնազանդվում են Բոյլ-Մարիոտի օրենքին հաստատուն ջերմաստիճանում, ապա  և  պետք է հավասար լինեն միմյանց:

Եկեք փոխարինենք ճնշման ջերմաստիճանի գործակիցի արժեքը  ճնշման ջերմաստիճանից կախվածության բանաձևով. 273+ , և նույն գազի ճնշումը ջերմաստիճանում) կարելի է համարել որպես ջերմաստիճանի արժեք, որը չափվում է նոր ջերմաստիճանի սանդղակով, որի միավորը նույնն է Ցելսիուսի սանդղակի չափին, իսկ զրոյին վերցվում է 273  Ցելսիուսի զրոյական կետից ցածր գտնվող կետ։ մասշտաբը, այսինքն՝ սառույցի հալման կետը։ Այս նոր սանդղակի զրոն կոչվում է բացարձակ զրո։ Այս նոր սանդղակը կոչվում է թերմոդինամիկական ջերմաստիճանի սանդղակ, որտեղ Տ , և նույն գազի ճնշումը ջերմաստիճանում+273  .

Այնուհետև, հաստատուն ծավալով, Չարլզի օրենքը վավեր է.

Աշխատանքի նպատակը

Չարլզի օրենքի փորձարկում

Լուծման ենթակա խնդիրներ

Գազի ճնշման կախվածության որոշում մշտական ծավալով ջերմաստիճանից

Բացարձակ ջերմաստիճանի սանդղակի որոշումը դեպի ցածր ջերմաստիճանների էքստրապոլացիայով

Անվտանգության նախազգուշական միջոցներ

Ուշադրություն՝ այս աշխատանքում օգտագործվում է ապակի։

Գազի ջերմաչափով աշխատելիս չափազանց զգույշ եղեք. ապակե տարա և չափիչ բաժակ։

Տաք ջրի հետ աշխատելիս չափազանց զգույշ եղեք։

Փորձարարական կարգավորում

Սարքեր և պարագաներ

Գազի ջերմաչափ

Շարժական CASSY լաբորատորիա

Ջերմազույգ

Էլեկտրական ջեռուցման ափսե

Ապակե չափիչ բաժակ

Ապակե անոթ

Ձեռքով վակուումային պոմպ

Ձեռքի պոմպի միջոցով սենյակային ջերմաստիճանում օդը մղելիս ճնշում է ստեղծվում p0+р օդային սյունակի վրա, որտեղ r 0 - արտաքին ճնշում: Սնդիկի կաթիլը ճնշում է գործադրում նաև օդային սյունակի վրա.

Այս փորձի ժամանակ այս օրենքը հաստատվում է գազի ջերմաչափի միջոցով: Ջերմաչափը տեղադրվում է մոտ 90°C ջերմաստիճան ունեցող ջրի մեջ և այս համակարգը աստիճանաբար սառչում է։ Ձեռքի վակուումային պոմպի միջոցով գազի ջերմաչափից օդը դուրս մղելով՝ սառեցման ընթացքում օդի մշտական ծավալ է պահպանվում։

Աշխատանքային կարգը

Բացեք գազի ջերմաչափի կափարիչը, ջերմաչափին միացրեք ձեռքի վակուումային պոմպ:

Զգուշորեն պտտեք ջերմաչափը, ինչպես ցույց է տրված ձախ կողմում Նկ. 2 և պոմպի միջոցով դուրս մղեք օդը, որպեսզի սնդիկի մի կաթիլ ավարտվի ա) կետում (տես նկ. 2):

Ա կետում սնդիկի մի կաթիլ հավաքվելուց հետո անցքով ջերմաչափը շրջեք վերև և բռնակով բաց թողեք հարկադիր օդը, բ) պոմպի վրա (տես նկ. 2) զգուշորեն, որպեսզի սնդիկը չբաժանվի մի քանի կաթիլների։

Ջուրը տաքացրեք ապակե անոթսալիկների վրա մինչև 90°C:

Լցնել տաք ջուրապակե տարայի մեջ:

Անոթի մեջ տեղադրեք գազի ջերմաչափ՝ այն ամրացնելով եռոտանի վրա։

Ջերմազույգը տեղադրեք ջրի մեջ, համակարգը աստիճանաբար սառչում է: Ձեռքի վակուումային պոմպի միջոցով օդը դուրս մղելով գազի ջերմաչափից՝ դուք սառեցման ողջ գործընթացում պահպանում եք օդի սյունակի մշտական ծավալը:

Գրանցեք ճնշման չափիչի ցուցումները  rև ջերմաստիճանը Տ.

Գծեք գազի ընդհանուր ճնշման կախվածությունը Չարլզի օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել գազի ճնշումը ցանկացած ջերմաստիճանում, եթե հայտնի է նրա ճնշումը 0  C ջերմաստիճանում 0 +Չարլզի օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել գազի ճնշումը ցանկացած ջերմաստիճանում, եթե հայտնի է նրա ճնշումը 0  C ջերմաստիճանում+Չարլզի օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել գազի ճնշումը ցանկացած ջերմաստիճանում, եթե հայտնի է նրա ճնշումը 0  C ջերմաստիճանում Hg ջերմաստիճանից o C-ում:

Շարունակեք գրաֆիկը մինչև այն հատի x առանցքը:

Որոշեք խաչմերուկի ջերմաստիճանը և բացատրեք ստացված արդյունքները:

Օգտագործելով թեքության անկյան շոշափողը, որոշեք ճնշման ջերմաստիճանի գործակիցը:

Ներածություն

Աշխատանքի նպատակը

Բոյլ-Մարիոտի օրենքի ստուգում.

Լուծման ենթակա խնդիրներ

Չափել օդի ճնշումը ներարկիչում, երբ ծավալը փոխվում է, հաշվի առնելով, որ գազի ջերմաստիճանը մշտական է:

Փորձարարական կարգավորում

Սարքեր և պարագաներ

Ճնշման չափիչ

Ձեռքով վակուումային պոմպ

որտեղ p 0 մթնոլորտային ճնշում, аp – ճնշում, որը չափվում է ճնշման չափիչի միջոցով:

Աշխատանքային կարգը

Ներարկիչի մխոցը դրեք 50 մլ նշագծի վրա:

Չարլզի օրենքի օգնությամբ հաշվարկեք ճնշման կախվածությունը ջերմաստիճանից մշտական ծավալով և գծեք գրաֆիկ: Համեմատեք տեսական և փորձարարական կախվածությունները:

Մխոցը երկարացնելիս ավելացրեք ծավալը 5 մլ-ով և գրանցեք ճնշման չափիչի ցուցումները սև մասշտաբով:

Ձեռքի վակուումային պոմպի միացնող գուլպանի ազատ ծայրը սերտորեն սեղմեք ներարկիչի ելքի վրա:

Նկարեք չափված օդի ծավալը ճնշման համեմատ:

Համեմատեք տեսական և փորձարարական կախվածությունները:

2133. Գազի ճնշման կախվածությունը մշտական ծավալի ջերմաստիճանից (Չարլզի օրենք)

Ներածություն

Մխոցի տակ ճնշումը որոշելու համար անհրաժեշտ է մթնոլորտային ճնշումից հանել մոնոմետրի ցուցումները՝ արտահայտված պասկալներով։ Մթնոլորտային ճնշումը մոտավորապես 1 բար է, որը համապատասխանում է 100000 Պա:

Այնուհետև, հաստատուն ծավալով, Չարլզի օրենքը վավեր է.

Աշխատանքի նպատակը

Չարլզի օրենքի փորձարկում

Լուծման ենթակա խնդիրներ

Գազի ճնշման կախվածության որոշում մշտական ծավալով ջերմաստիճանից

Բացարձակ ջերմաստիճանի սանդղակի որոշումը դեպի ցածր ջերմաստիճանների էքստրապոլացիայով

Անվտանգության նախազգուշական միջոցներ

Ուշադրություն՝ այս աշխատանքում օգտագործվում է ապակի։

Գազի ջերմաչափով աշխատելիս չափազանց զգույշ եղեք. ապակե տարա և չափիչ բաժակ։

Տաք ջրի հետ աշխատելիս չափազանց զգույշ եղեք։

Փորձարարական կարգավորում

Սարքեր և պարագաներ

Գազի ջերմաչափ

Շարժական CASSY լաբորատորիա

Ջերմազույգ

Էլեկտրական ջեռուցման ափսե

Ապակե չափիչ բաժակ

Ապակե անոթ

Ձեռքով վակուումային պոմպ

Աշխատանքային կարգը

Բացեք գազի ջերմաչափի կափարիչը, ջերմաչափին միացրեք ձեռքի վակուումային պոմպ:

Շատ ցածր ջերմաստիճաններում, երբ գազը մոտենում է հեղուկացման վիճակին, ինչպես նաև բարձր սեղմված գազերի դեպքում, Չարլզի օրենքը չի գործում։ Չարլզի և Գեյ-Լյուսակի օրենքում ներառված  և  գործակիցների համընկնումը պատահական չէ։ Քանի որ գազերը հնազանդվում են Բոյլ-Մարիոտի օրենքին հաստատուն ջերմաստիճանում, ապա  և  պետք է հավասար լինեն միմյանց:

Ջուրը տաքացրեք տաք ափսեի վրա ապակե տարայի մեջ մինչև 90°C:

Անոթի մեջ տեղադրեք գազի ջերմաչափ՝ այն ամրացնելով եռոտանի վրա։

Գրանցեք ճնշման չափիչի ցուցումները  rև ջերմաստիճանը Տ.

Շարունակեք գրաֆիկը մինչև այն հատի x առանցքը:

Որոշեք խաչմերուկի ջերմաստիճանը և բացատրեք ստացված արդյունքները:

Օգտագործելով թեքության անկյան շոշափողը, որոշեք ճնշման ջերմաստիճանի գործակիցը:

Ապակե տարայի մեջ լցնել տաք ջուր։

Կարդացեք. Ինչու՞ եք երազում փոթորիկի մասին ծովի ալիքների վրա: բյուջեով հաշվարկների հաշվառում Շոռակարկանդակներ կաթնաշոռից տապակի մեջ - դասական բաղադրատոմսեր փափկամազ շոռակարկանդակների համար Շոռակարկանդակներ 500 գ կաթնաշոռից Սև մարգարիտ սալորաչիրով աղցան Սև մարգարիտ սալորաչիրով

Ապակե տարայի մեջ լցնել տաք ջուր։