Ideālās gāzes atkarība no tilpuma. Gāzes stāvokļa pamatlikumi. Gay-Lussac likuma pārbaude

Vietnes sadaļas

Redaktora izvēle:

Reklāma

mājas - Mēbeles

Gaisa daudzums balonos ir atkarīgs no cilindra tilpuma, gaisa spiediena un tā temperatūras. Attiecību starp gaisa spiedienu un tā tilpumu nemainīgā temperatūrā nosaka attiecība

kur р1 un р2 ir sākotnējais un galīgais absolūtais spiediens, kgf/cm²;

V1 un V2 - sākotnējais un galīgais gaisa tilpums, l. Attiecību starp gaisa spiedienu un tā temperatūru nemainīgā tilpumā nosaka attiecība

kur t1 un t2 ir sākotnējā un beigu gaisa temperatūra.

Izmantojot šīs atkarības, varat atrisināt dažādas problēmas, ar kurām saskaraties gaisa elpošanas aparāta uzlādes un darbības laikā.

Piemērs 4.1. Aparāta cilindru kopējā tilpums ir 14 litri, gaisa pārspiediens tajos (pēc manometra) ir 200 kgf/cm². Nosakiet brīvā gaisa tilpumu, t.i., tilpumu, kas samazināts līdz normāliem (atmosfēras) apstākļiem.

Risinājums. Sākotnējais absolūtais atmosfēras gaisa spiediens p1 = 1 kgf/cm². Pēdējais absolūtais spiediens kompresēts gaissр2 = 200 + 1 = 201 kgf/cm². Galīgais saspiestā gaisa tilpums V 2 = 14 l. Brīvā gaisa tilpums balonos saskaņā ar (4.1.)

Piemērs 4.2. No transportēšanas cilindra ar 40 litru tilpumu ar spiedienu 200 kgf/cm² (absolūtais spiediens 201 kgf/cm²) gaiss tika pārnests uz aparāta cilindriem ar kopējo tilpumu 14 litri un atlikušo spiedienu 30 kgf/cm². (absolūtais spiediens 31 kgf/cm²). Nosakiet gaisa spiedienu cilindros pēc gaisa apvadīšanas.

Risinājums. Kopējais brīvā gaisa daudzums transporta un aprīkojuma cilindru sistēmā saskaņā ar (4.1.)

Kopējais saspiestā gaisa tilpums cilindru sistēmā
Absolūtais spiediens cilindru sistēmā pēc gaisa apvada
pārspiediens = 156 kgf/cm².

Šo piemēru var atrisināt vienā solī, aprēķinot absolūto spiedienu, izmantojot formulu

Piemērs 4.3. Mērot gaisa spiedienu aparāta cilindros telpā ar temperatūru +17°C, manometrs rādīja 200 kgf/cm². Ierīce tika iznesta ārā, kur dažas stundas vēlāk, veicot darba pārbaudi, manometrā tika konstatēts spiediena kritums līdz 179 kgf/cm². Āra gaisa temperatūra ir -13° C. Pastāv aizdomas par gaisa noplūdi no baloniem. Pārbaudiet šo aizdomu pamatotību, izmantojot aprēķinus.

Risinājums. Sākotnējais absolūtais gaisa spiediens cilindros ir p1 = 200 + 1 = 201 kgf/cm², galīgais absolūtais spiediens p2 = 179 + 1 = 180 kgf/cm². Sākotnējā gaisa temperatūra balonos t1 = + 17° C, beigu temperatūra t2 = - 13° C. Aprēķināts galīgais absolūtais gaisa spiediens balonos saskaņā ar (4.2.)

Aizdomas ir nepamatotas, jo faktiskais un aprēķinātais spiediens ir vienāds.

Piemērs 4.4. Zemūdens peldētājs patērē 30 l/min gaisa, kas saspiests līdz niršanas dziļumam 40 m. Nosakiet brīvā gaisa patēriņu, t.i., pārrēķiniet atmosfēras spiedienā.

Risinājums. Sākotnējais (atmosfēras) absolūtais gaisa spiediens p1 = l kgf/cm². Saspiestā gaisa galīgais absolūtais spiediens saskaņā ar (1.2) р2 =1 + 0,1*40 = 5 kgf/cm². Galīgā saspiestā gaisa plūsma V2 = 30 l/min. Brīva gaisa plūsma saskaņā ar (4.1.)

Ievads

Ideālas gāzes stāvokli pilnībā raksturo izmērāmi lielumi: spiediens, temperatūra, tilpums. Attiecību starp šiem trim lielumiem nosaka gāzes pamatlikums:

Darba mērķis

Boila-Mariotas likuma pārbaude.

Problēmas, kas jāatrisina

Gaisa spiediena mērīšana šļircē, mainoties tilpumam, ņemot vērā, ka gāzes temperatūra ir nemainīga.

Eksperimentāla iestatīšana

Ierīces un piederumi

Spiediena mērītājs

Manuālais vakuuma sūknis

Šajā eksperimentā Boila-Mariota likums tiek apstiprināts, izmantojot 1. attēlā parādīto iestatījumu. Gaisa tilpumu šļircē nosaka šādi:

kur p 0 atmosfēras spiediens, аp – spiediens, ko mēra ar manometru.

Darba kārtība

Iestatiet šļirces virzuli līdz 50 ml atzīmei.

Nospiediet rokasgrāmatas savienojošās šļūtenes brīvo galu vakuuma sūknis uz šļirces izvadu.

Pagarinot virzuli, palieliniet tilpumu ar 5 ml soli un pierakstiet manometra rādījumus uz melnās skalas.

Lai noteiktu spiedienu zem virzuļa, no atmosfēras spiediena ir jāatņem monometra rādījumi, kas izteikti paskalos. Atmosfēras spiediens ir vienāds ar aptuveni 1 bāru, kas atbilst 100 000 Pa.

Lai apstrādātu mērījumu rezultātus, ir jāņem vērā gaisa klātbūtne savienojuma šļūtenē. Lai to izdarītu, izmēriet un aprēķiniet savienojošās šļūtenes tilpumu, izmērot šļūtenes garumu ar mērlenti un šļūtenes diametru ar suportu, ņemot vērā, ka sienas biezums ir 1,5 mm.

Uzzīmējiet izmērītā gaisa tilpuma un spiediena diagrammu.

Aprēķiniet tilpuma atkarību no spiediena nemainīgā temperatūrā, izmantojot Boila-Mariota likumu, un uzzīmējiet grafiku.

Salīdziniet teorētiskās un eksperimentālās atkarības.

2133. Gāzes spiediena atkarība no temperatūras nemainīgā tilpumā (Čārlza likums)

Ievads

Apskatīsim gāzes spiediena atkarību no temperatūras ar nosacījumu, ka noteiktas gāzes masas tilpums paliek nemainīgs. Šos pētījumus 1787. gadā pirmo reizi veica Žaks Aleksandrs Cēzars Čārlzs (1746-1823). Gāze tika uzkarsēta lielā kolbā, kas šauras izliektas caurules veidā savienota ar dzīvsudraba manometru. Neņemot vērā nenozīmīgo kolbas tilpuma pieaugumu karsēšanas laikā un nenozīmīgo tilpuma izmaiņas, kad dzīvsudrabs tiek pārvietots šaurā manometriskā mēģenē. Tādējādi gāzes tilpumu var uzskatīt par nemainīgu. Sildot ūdeni traukā, kas ieskauj kolbu, gāzes temperatūru mēra, izmantojot termometru T, un atbilstošo spiedienu R- pēc manometra. Piepildot trauku ar kūstošu ledu, tika noteikts spiediens R O, un atbilstošo temperatūru T O. Tika konstatēts, ka, ja pie 0  C spiediena R O , tad, sildot par 1  C, spiediena pieaugums būs iekšā  R O. Daudzumam  ir vienāda vērtība (precīzāk, gandrīz vienāda) visām gāzēm, proti, 1/273  C -1. Lielumu  sauc par spiediena temperatūras koeficientu.

Kārļa likums ļauj aprēķināt gāzes spiedienu jebkurā temperatūrā, ja ir zināms tās spiediens 0  C temperatūrā Ļaujiet noteiktas gāzes masas spiedienam 0  C noteiktā tilpumā lpp o, un tās pašas gāzes spiedienu temperatūrā tlpp. Temperatūra mainās uz t, un spiediens mainās par  R O t, tad spiediens R vienāds:

Anotācija: tradicionālā tēmas izklāsts, ko papildina demonstrācija uz datormodeļa.

No trim agregācijas stāvokļi Vienkāršākā viela ir gāzveida stāvoklis. Gāzēs spēki, kas darbojas starp molekulām, ir mazi, un noteiktos apstākļos tos var neievērot.

Gāzi sauc ideāls , Ja:

Var neņemt vērā molekulu izmērus, t.i. molekulas var uzskatīt par materiāliem punktiem;

Var neņemt vērā molekulu mijiedarbības spēkus (molekulu iespējamā mijiedarbības enerģija ir daudz mazāka par to kinētisko enerģiju);

Molekulu sadursmes savā starpā un ar trauka sienām var uzskatīt par absolūti elastīgām.

Īstās gāzes pēc īpašībām ir tuvu ideālām gāzēm, ja:

Apstākļi tuvu normāliem apstākļiem (t = 0 0 C, p = 1,03·10 5 Pa);

Augstās temperatūrās.

Likumi, kas regulē ideālo gāzu uzvedību, eksperimentāli tika atklāti diezgan sen. Tādējādi Boila-Mariotas likums tika izveidots tālajā 17. gadsimtā. Sniegsim šo likumu formulējumus.

Boila likums – Mariota.Ļaujiet gāzei atrasties apstākļos, kad tās temperatūra tiek uzturēta nemainīga (tādus apstākļus sauc izotermisks ).Tad noteiktai gāzes masai spiediena un tilpuma reizinājums ir konstante:

Šo formulu sauc izotermas vienādojums. Grafiski p atkarība no V dažādām temperatūrām ir parādīta attēlā.

Tiek izsaukta ķermeņa īpašība mainīt spiedienu, mainoties tilpumam saspiežamība. Ja tilpuma izmaiņas notiek pie T=const, tad raksturo saspiežamību izotermiskās saspiežamības koeficients ko definē kā relatīvās tilpuma izmaiņas, kas izraisa spiediena izmaiņas vienībā.

Ideālai gāzei ir viegli aprēķināt tās vērtību. No izotermas vienādojuma iegūstam:

Mīnusa zīme norāda, ka, palielinoties tilpumam, spiediens samazinās. Tādējādi ideālās gāzes izotermiskās saspiežamības koeficients ir vienāds ar tās spiediena apgriezto vērtību. Palielinoties spiedienam, tas samazinās, jo Jo augstāks spiediens, jo mazāka iespēja gāzei ir tālākai saspiešanai.

Geja-Lusaka likums.Ļaujiet gāzei atrasties apstākļos, kad tās spiediens tiek uzturēts nemainīgs (tādus apstākļus sauc izobarisks ). Tos var panākt, ievietojot gāzi cilindrā, kas noslēgts ar kustīgu virzuli. Tad gāzes temperatūras izmaiņas izraisīs virzuļa kustību un tilpuma izmaiņas. Gāzes spiediens paliks nemainīgs. Šajā gadījumā noteiktai gāzes masai tās tilpums būs proporcionāls temperatūrai:

kur V 0 ir tilpums temperatūrā t = 0 0 C, - tilpuma izplešanās koeficients gāzes To var attēlot formā, kas ir līdzīga saspiežamības koeficientam:

Grafiski V atkarība no T for dažādi spiedieni parādīts attēlā.

Pārejot no temperatūras pēc Celsija uz absolūto temperatūru, Geja-Lusaka likumu var uzrakstīt šādi:

Kārļa likums. Ja gāze atrodas apstākļos, kad tās tilpums paliek nemainīgs ( izohorisks apstākļos), tad noteiktai gāzes masai spiediens būs proporcionāls temperatūrai:

kur p 0 - spiediens temperatūrā t = 0 0 C, - spiediena koeficients. Tas parāda relatīvo gāzes spiediena pieaugumu, kad tas tiek uzkarsēts par 1 0:

Kārļa likumu var uzrakstīt arī šādi:

Avogadro likums: Viens mols jebkuras ideālas gāzes tajā pašā temperatūrā un spiedienā aizņem tādu pašu tilpumu. Normālos apstākļos (t = 0 0 C, p = 1,03·10 5 Pa) šis tilpums ir vienāds ar m -3 /mol.

Daļiņu skaits, ko satur 1 mols dažādas vielas, zvanīja Avogadro konstante :

Normālos apstākļos ir viegli aprēķināt daļiņu skaitu n0 uz 1 m3:

Šo numuru sauc Loschmidt numurs.

Daltona likums: ideālo gāzu maisījuma spiediens ir vienāds ar tajā ienākošo gāzu parciālo spiedienu summu, t.i.

Kur - daļējs spiediens- spiediens, ko maisījuma sastāvdaļas radītu, ja katra no tām aizņemtu tilpumu, kas vienāds ar maisījuma tilpumu tajā pašā temperatūrā.

Klapeirona - Mendeļejeva vienādojums. No ideālās gāzes likumiem mēs varam iegūt stāvokļa vienādojums , kas savieno T, p un V ideālas gāzes līdzsvara stāvoklī. Šo vienādojumu pirmo reizi ieguva franču fiziķis un inženieris B. Klepeirons un krievu zinātnieki D.I. Tāpēc Mendeļejevs nes viņu vārdu.

Ļaujiet noteiktai gāzes masai aizņemt tilpumu V 1, tai ir spiediens p 1 un temperatūra T 1. Vienu un to pašu gāzes masu citā stāvoklī raksturo parametri V 2, p 2, T 2 (sk. attēlu). Pāreja no stāvokļa 1 uz stāvokli 2 notiek divu procesu veidā: izotermisks (1 - 1") un izohorisks (1" - 2).

Šiem procesiem mēs varam uzrakstīt Boila - Mariotas un Geja - Lussac likumus:

Izslēdzot no vienādojumiem p 1 ", mēs iegūstam

Tā kā stāvokļi 1 un 2 tika izvēlēti patvaļīgi, pēdējo vienādojumu var uzrakstīt šādi:

Šo vienādojumu sauc Klepeirona vienādojums , kurā B ir konstante, atšķirīga dažādām gāzu masām.

Mendeļejevs apvienoja Klepeirona vienādojumu ar Avogadro likumu. Saskaņā ar Avogadro likumu 1 mols jebkuras ideālas gāzes ar vienādu p un T aizņem vienādu tilpumu V m, tāpēc konstante B visām gāzēm būs vienāda. Šo konstanti, kas ir kopīga visām gāzēm, apzīmē ar R un sauc universāla gāzes konstante. Tad

Šis vienādojums ir ideālās gāzes stāvokļa vienādojums , ko arī sauc Klepeirona-Mendeļejeva vienādojums .

Universālās gāzes konstantes skaitlisko vērtību var noteikt, parastos apstākļos aizstājot p, T un V m vērtības Klapeirona-Mendeļejeva vienādojumā:

Klapeirona-Mendeļejeva vienādojumu var uzrakstīt jebkurai gāzes masai. Lai to izdarītu, atcerieties, ka gāzes tilpums ar masu m ir saistīts ar viena mola tilpumu pēc formulas V = (m/M)V m, kur M ir gāzes molārā masa. Tad Klapeirona-Mendeļejeva vienādojumam gāzei ar masu m būs šāda forma:

kur ir kurmju skaits.

Bieži vien ideālās gāzes stāvokļa vienādojums tiek uzrakstīts kā Bolcmana konstante :

Pamatojoties uz to, stāvokļa vienādojumu var attēlot kā

kur ir molekulu koncentrācija. No pēdējā vienādojuma ir skaidrs, ka ideālās gāzes spiediens ir tieši proporcionāls tās temperatūrai un molekulu koncentrācijai.

Neliela demonstrācija ideālās gāzes likumi. Pēc pogas nospiešanas "Sāksim" Pēc pogas nospiešanas redzēsiet vadītāja komentārus par notiekošo ekrānā (melnā krāsā) un datora darbību aprakstu "Tālāk" (Brūna krāsa). Kad dators ir “aizņemts” (tas ir, notiek testēšana), šī poga ir neaktīva. Iet uz nākamais kadrs, tikai aptverot līdzšinējā pieredzē iegūto rezultātu. (Ja jūsu uztvere nesakrīt ar vadītāja komentāriem, rakstiet!)

Jūs varat pārbaudīt ideālās gāzes likumu derīgumu esošajiem

XVII gados - 19. gadsimti tika formulēti ideālo gāzu eksperimentālie likumi. Īsi atcerēsimies tos.

Ideāli gāzes izoprocesi– procesi, kuros viens no parametriem paliek nemainīgs.

1. Izohorisks process . Kārļa likums. V = konst.

Izohorisks process sauc par procesu, kas notiek, kad nemainīgs apjoms V. Gāzes uzvedība šajā izohoriskajā procesā pakļaujas Kārļa likums :

Pie nemainīga tilpuma un nemainīgām gāzes masas vērtībām un tās molārā masa, gāzes spiediena attiecība pret tās absolūto temperatūru paliek nemainīga: P/T= konst.

Izohoriskā procesa grafiks uz PV- diagrammu sauc izohors . Ir lietderīgi zināt izohoriskā procesa grafiku RT- Un VT-diagrammas (1.6. att.). Izohora vienādojums:

kur P 0 – spiediens 0 °C, α – temperatūras koeficients gāzes spiediens vienāds ar 1/273 grādiem -1. Šādas atkarības grafiks no Рt-diagrammai ir tāda forma, kas parādīta 1.7. attēlā.

Rīsi. 1.7

2. Izobāriskais process. Geja-Lusaka likums. R= konst.

Izobāriskais process ir process, kas notiek pie nemainīga spiediena P . Gāzes uzvedība izobāriskā procesa laikā pakļaujas Geja-Lusaka likums:

Pie nemainīga spiediena un nemainīgām gāzes masas un tās molmasas vērtībām gāzes tilpuma attiecība pret tās absolūto temperatūru paliek nemainīga: V/T= konst.

Izobāra procesa grafiks uz VT- diagrammu sauc izobārs . Ir lietderīgi zināt izobāriskā procesa grafikus uz PV- Un RT-diagrammas (1.8. att.).

Rīsi. 1.8

Izobāra vienādojums:

kur α = 1/273 grādi -1 - tilpuma izplešanās temperatūras koeficients. Šādas atkarības grafiks no Vt diagrammai ir tāda forma, kas parādīta 1.9. attēlā.

Rīsi. 1.9

3. Izotermisks process. Boila-Mariotas likums. T= konst.

Izotermisks process ir process, kas notiek, kad nemainīga temperatūra T.

Ideālas gāzes uzvedība izotermiskā procesa laikā pakļaujas Boila-Mariotas likums:

Pie nemainīgas temperatūras un nemainīgām gāzes masas un tās molmasas vērtībām gāzes tilpuma un tās spiediena reizinājums paliek nemainīgs: PV= konst.

Izotermiska procesa grafiks uz PV- diagrammu sauc izoterma . Ir noderīgi zināt izotermiska procesa grafikus VT- Un RT-diagrammas (1.10. att.).

Rīsi. 1.10

Izotermas vienādojums:

(1.4.5)

4. Adiabātiskais process(isentropisks):

Adiabātiskais process ir termodinamisks process, kas notiek bez siltuma apmaiņas ar vidi.

5. Politropisks process. Process, kurā gāzes siltumietilpība paliek nemainīga. Politropiskais process - vispārējs gadījums visi iepriekš minētie procesi.

6. Avogadro likums. Tajā pašā spiedienā un vienādās temperatūrās vienādos daudzumos dažādu ideālo gāzu ir vienāds skaits molekulu. Viens mols dažādu vielu satur N A=6,02·10 23 molekulas (Avogadro numurs).

7. Daltona likums. Ideālo gāzu maisījuma spiediens ir vienāds ar tajā iekļauto gāzu parciālo spiedienu P summu:

(1.4.6)

Parciālais spiediens Pn ir spiediens, ko dotā gāze radītu, ja tā viena pati aizņemtu visu tilpumu.

Plkst , gāzes maisījuma spiediens.

Ļoti zemās temperatūrās, kad gāze tuvojas sašķidrināšanas stāvoklim, kā arī spēcīgas saspiestās gāzes Kārļa likums nav spēkā. Čārlza likumā un Geja-Lusaka likumā ietverto koeficientu  un  sakritība nav nejauša. Tā kā gāzes konstantā temperatūrā ievēro Boila-Mariota likumu, tad  un  jābūt vienādiem vienam ar otru.

Spiediena temperatūras atkarības formulā aizvietosim spiediena temperatūras koeficienta  vērtību:

Vērtība ( 273+ t) var uzskatīt par temperatūras vērtību, kas izmērīta jaunā temperatūras skalā, kuras mērvienība ir tāda pati kā Celsija skalas mērvienība, un nulle tiek uzskatīta par punktu, kas atrodas 273  zem punkta, kas pieņemts par Celsija nulli. skala, t.i., ledus kušanas temperatūra. Šīs jaunās skalas nulli sauc par absolūto nulli. Šo jauno skalu sauc par termodinamiskās temperatūras skalu, kur T t+273  .

Tad nemainīgā skaļumā ir spēkā Čārlza likums:

Darba mērķis

Kārļa likuma pārbaude

Problēmas, kas jāatrisina

Gāzes spiediena atkarības no temperatūras noteikšana nemainīgā tilpumā

Absolūtās temperatūras skalas noteikšana, ekstrapolējot uz zemām temperatūrām

Drošības pasākumi

Uzmanību: šajā darbā tiek izmantots stikls.

Esiet īpaši uzmanīgs, strādājot ar gāzes termometru; stikla trauks un mērtrauks.

Esiet īpaši uzmanīgs, strādājot ar karstu ūdeni.

Eksperimentāla iestatīšana

Ierīces un piederumi

Gāzes termometrs

Mobilā CASSY Lab

Termopāris

Elektriskā sildīšanas plāksne

Stikla mērtrauks

Stikla trauks

Manuālais vakuuma sūknis

Sūknējot gaisu istabas temperatūrā, izmantojot rokas sūkni, tiek radīts spiediens uz gaisa kolonnu p0+р, kur R 0 – ārējais spiediens. Dzīvsudraba piliens arī rada spiedienu uz gaisa kolonnu:

Šajā eksperimentā šis likums tiek apstiprināts, izmantojot gāzes termometru. Termometru ievieto ūdenī, kura temperatūra ir aptuveni 90°C, un šo sistēmu pakāpeniski atdzesē. Izsūknējot gaisu no gāzes termometra, izmantojot rokas vakuumsūkni, dzesēšanas laikā tiek uzturēts nemainīgs gaisa daudzums.

Darba kārtība

Atveriet gāzes termometra vāciņu, pievienojiet termometram rokas vakuumsūkni.

Uzmanīgi pagrieziet termometru, kā parādīts attēlā pa kreisi. 2 un izsūknējiet no tā gaisu, izmantojot sūkni, lai dzīvsudraba piliens nonāk punktā a) (skat. 2. att.).

Pēc tam, kad a) punktā ir sakrājies dzīvsudraba piliens, pagrieziet termometru ar atveri uz augšu un ar roktura b) palīdzību izlaidiet sūkni piespiedu gaisu (skat. 2. att.), lai dzīvsudrabs nesadalītos vairākos pilienos.

Sildiet ūdeni stikla trauks uz flīzēm līdz 90°C.

Ielej karsts ūdens stikla traukā.

Ievietojiet traukā gāzes termometru, nostiprinot to uz statīva.

Ievietojiet termopāri ūdenī, sistēma pakāpeniski atdziest. Izsūknējot gaisu no gāzes termometra, izmantojot rokas vakuumsūkni, jūs saglabājat nemainīgu gaisa kolonnas tilpumu visā dzesēšanas procesā.

Pierakstiet manometra rādījumu  R un temperatūru T.

Uzzīmējiet kopējā gāzes spiediena atkarību lpp 0 +lpp+lpp Hg no temperatūras o C.

Turpiniet grafiku, līdz tas krustojas ar x asi. Nosakiet krustojuma temperatūru un izskaidrojiet iegūtos rezultātus.

Izmantojot slīpuma leņķa tangensu, nosaka spiediena temperatūras koeficientu.

Aprēķiniet spiediena atkarību no temperatūras nemainīgā tilpumā, izmantojot Čārlza likumu, un uzzīmējiet grafiku. Salīdziniet teorētiskās un eksperimentālās atkarības.

Ievads

Ideālas gāzes stāvokli pilnībā raksturo izmērāmi lielumi: spiediens, temperatūra, tilpums. Attiecību starp šiem trim lielumiem nosaka gāzes pamatlikums:

Darba mērķis

Boila-Mariotas likuma pārbaude.

Problēmas, kas jāatrisina

Gaisa spiediena mērīšana šļircē, mainoties tilpumam, ņemot vērā, ka gāzes temperatūra ir nemainīga.

Eksperimentāla iestatīšana

Ierīces un piederumi

Spiediena mērītājs

Manuālais vakuuma sūknis

Šajā eksperimentā Boila-Mariota likums tiek apstiprināts, izmantojot 1. attēlā parādīto iestatījumu. Gaisa tilpumu šļircē nosaka šādi:

kur p 0 atmosfēras spiediens, аp – spiediens, ko mēra ar manometru.

Darba kārtība

Iestatiet šļirces virzuli līdz 50 ml atzīmei.

Cieši piespiediet rokas vakuumsūkņa savienojošās šļūtenes brīvo galu uz šļirces izejas.

Pagarinot virzuli, palieliniet tilpumu ar 5 ml soli un pierakstiet manometra rādījumus uz melnās skalas.

Lai noteiktu spiedienu zem virzuļa, no atmosfēras spiediena jāatņem monometra rādījumi, kas izteikti paskalos. Atmosfēras spiediens ir aptuveni 1 bārs, kas atbilst 100 000 Pa.

Uzzīmējiet izmērītā gaisa tilpuma un spiediena diagrammu.

Aprēķiniet tilpuma atkarību no spiediena nemainīgā temperatūrā, izmantojot Boila-Mariota likumu, un uzzīmējiet grafiku.

Salīdziniet teorētiskās un eksperimentālās atkarības.

2133. Gāzes spiediena atkarība no temperatūras nemainīgā tilpumā (Čārlza likums)

Ievads

Ļoti zemās temperatūrās, kad gāze tuvojas sašķidrināšanas stāvoklim, kā arī ļoti saspiestu gāzu gadījumā Čārlza likums nav spēkā. Čārlza likumā un Geja-Lusaka likumā ietverto koeficientu  un  sakritība nav nejauša. Tā kā gāzes konstantā temperatūrā pakļaujas Boila-Mariota likumam, tad  un  jābūt vienādiem vienam ar otru.

Spiediena temperatūras atkarības formulā aizvietosim spiediena temperatūras koeficienta  vērtību:

Tad nemainīgā skaļumā ir spēkā Čārlza likums:

Darba mērķis

Kārļa likuma pārbaude

Problēmas, kas jāatrisina

Gāzes spiediena atkarības no temperatūras noteikšana nemainīgā tilpumā

Absolūtās temperatūras skalas noteikšana, ekstrapolējot uz zemām temperatūrām

Drošības pasākumi

Uzmanību: šajā darbā tiek izmantots stikls.

Esiet īpaši uzmanīgs, strādājot ar gāzes termometru; stikla trauks un mērtrauks.

Esiet īpaši uzmanīgs, strādājot ar karstu ūdeni.

Eksperimentāla iestatīšana

Ierīces un piederumi

Gāzes termometrs

Mobilā CASSY Lab

Termopāris

Elektriskā sildīšanas plāksne

Stikla mērtrauks

Stikla trauks

Manuālais vakuuma sūknis

Darba kārtība

Atveriet gāzes termometra vāciņu, pievienojiet termometram rokas vakuumsūkni.

Uzmanīgi pagrieziet termometru, kā parādīts attēlā pa kreisi. 2 un izsūknējiet no tā gaisu, izmantojot sūkni, lai dzīvsudraba piliens nonāk punktā a) (skat. 2. att.).

Uzsildiet ūdeni stikla traukā uz sildvirsmas līdz 90°C.

Ielejiet karstu ūdeni stikla traukā.

Ievietojiet traukā gāzes termometru, nostiprinot to uz statīva.

Pierakstiet manometra rādījumu  R un temperatūru T.

Uzzīmējiet kopējā gāzes spiediena atkarību lpp 0 +lpp+lpp Hg no temperatūras o C.

Turpiniet grafiku, līdz tas krustojas ar x asi. Nosakiet krustojuma temperatūru un izskaidrojiet iegūtos rezultātus.

Izmantojot slīpuma leņķa tangensu, nosaka spiediena temperatūras koeficientu.

Aprēķiniet spiediena atkarību no temperatūras nemainīgā tilpumā, izmantojot Čārlza likumu, un uzzīmējiet grafiku. Salīdziniet teorētiskās un eksperimentālās atkarības.

Lasīt:

Kāpēc jūs sapņojat par vētru uz jūras viļņiem? Norēķinu uzskaite ar budžetu Siera kūkas no biezpiena pannā - klasiskas receptes pūkainām siera kūkām Siera kūkas no 500 g biezpiena Melno pērļu salāti ar žāvētām plūmēm Melno pērļu salāti ar žāvētām plūmēm Lecho ar tomātu pastas receptes