İdeal bir gazın hacme bağımlılığı. Gaz durumunun temel yasaları. Gay-Lussac yasasını kontrol etmek

Sitenin bölümleri

Editörün Seçimi:

Reklam

Ev - Mobilya

Silindirlerdeki hava miktarı silindirin hacmine, hava basıncına ve sıcaklığına bağlıdır. Sabit sıcaklıkta hava basıncı ile hacmi arasındaki ilişki şu ilişkiyle belirlenir:

burada р1 ve р2 başlangıç ve son mutlak basınçtır, kgf/cm²;

V1 ve V2 - havanın başlangıç ve son hacmi, l. Sabit bir hacimde hava basıncı ile sıcaklığı arasındaki ilişki şu ilişkiyle belirlenir:

burada t1 ve t2 başlangıç ve son hava sıcaklıklarıdır.

Bu bağımlılıkları kullanarak hava solunum cihazının şarj edilmesi ve çalıştırılması sürecinde karşılaştığınız çeşitli sorunları çözebilirsiniz.

Örnek 4.1. Aparat silindirlerinin toplam kapasitesi 14 litre olup içlerindeki aşırı hava basıncı (manometreye göre) 200 kgf/cm²'dir. Serbest havanın hacmini, yani normal (atmosferik) koşullara indirgenmiş hacmi belirleyin.

Çözüm. Başlangıç mutlak atmosferik hava basıncı p1 = 1 kgf/cm². Nihai mutlak basınç sıkıştırılmış havaр2 = 200 + 1= 201 kgf/cm². Basınçlı havanın son hacmi V 2 = 14 l. (4.1)'e göre silindirlerdeki serbest hava hacmi

Örnek 4.2. Hava, 200 kgf/cm² basınç (mutlak basınç 201 kgf/cm²) ile 40 litre kapasiteli bir taşıma silindirinden toplam kapasitesi 14 litre ve 30 kgf/cm² artık basınçla aparat silindirlerine aktarıldı. (mutlak basınç 31 kgf/cm²). Hava bypassından sonra silindirlerdeki hava basıncını belirleyin.

Çözüm.(4.1)'e göre taşıma ve ekipman silindirleri sistemindeki toplam serbest hava hacmi

Silindir sistemindeki toplam basınçlı hava hacmi
Hava bypassından sonra silindir sistemindeki mutlak basınç
aşırı basınç = 156 kgf/cm².

Bu örnek, aşağıdaki formül kullanılarak mutlak basınç hesaplanarak tek adımda çözülebilir.

Örnek 4.3.+17° C sıcaklıktaki bir odada aparat silindirlerindeki hava basıncını ölçerken manometre 200 kgf/cm² değerini gösterdi. Cihaz dışarı çıkarıldı ve birkaç saat sonra çalışma kontrolü sırasında manometrede 179 kgf/cm²'ye kadar bir basınç düşüşü tespit edildi. Dış hava sıcaklığı -13° C. Silindirlerden hava sızıntısı şüphesi var. Hesaplamaları kullanarak bu şüphenin geçerliliğini kontrol edin.

Çözüm. Silindirlerdeki başlangıçtaki mutlak hava basıncı p1 = 200 + 1 = 201 kgf/cm², nihai mutlak basınç p2 = 179 + 1 = 180 kgf/cm²'dir. Silindirlerdeki başlangıç hava sıcaklığı t1 = + 17° C, son sıcaklık t2 = - 13° C. Silindirlerdeki nihai mutlak hava basıncı (4.2)'ye göre hesaplanmıştır.

Gerçek ve hesaplanan basınçlar eşit olduğundan şüpheler yersizdir.

Örnek 4.4. Su altında bir denizaltı yüzücüsü, 40 m dalış derinliğindeki basınca sıkıştırılmış 30 l/dak hava tüketir. Serbest hava tüketimini belirleyin, yani atmosferik basınca dönüştürün.

Çözüm. Başlangıç (atmosferik) mutlak hava basıncı p1 = l kgf/cm². (1,2) р2 =1 + 0,1*40 = 5 kgf/cm²'ye göre basınçlı havanın nihai mutlak basıncı. Nihai basınçlı hava akışı V2 = 30 l/dak. (4.1)'e göre serbest hava akışı

giriiş

İdeal bir gazın durumu tamamen ölçülebilir büyüklüklerle tanımlanır: basınç, sıcaklık, hacim. Bu üç büyüklük arasındaki ilişki temel gaz yasasıyla belirlenir:

İşin amacı

Boyle-Mariotte yasasını kontrol ediyorum.

Çözülmesi gereken sorunlar

Gaz sıcaklığının sabit olduğu dikkate alınarak hacim değiştiğinde şırıngadaki hava basıncının ölçülmesi.

Deneysel kurulum

Cihazlar ve aksesuarlar

Basınç ölçer

Manuel vakum pompası

Bu deneyde Boyle-Mariotte yasası, Şekil 1'de gösterilen düzen kullanılarak doğrulanır. Şırıngadaki havanın hacmi şu şekilde belirlenir:

burada p 0 atmosferik basınç, аp – basınç göstergesi kullanılarak ölçülen basınç.

İş emri

Şırınga pistonunu 50 ml işaretine ayarlayın.

Kılavuzun bağlantı hortumunun serbest ucunu itin vakum pompasışırınganın çıkışına.

Pistonu uzatırken hacmi 5 ml'lik artışlarla artırın ve manometre okumalarını siyah skalaya kaydedin.

Pistonun altındaki basıncı belirlemek için, paskal cinsinden ifade edilen monometre okumalarını atmosferik basınçtan çıkarmak gerekir. Atmosfer basıncı yaklaşık 1 bar'a eşittir, bu da 100.000 Pa'ya karşılık gelir.

Ölçüm sonuçlarını işlemek için bağlantı hortumunda havanın varlığı dikkate alınmalıdır. Bunu yapmak için, duvar kalınlığının 1,5 mm olduğunu dikkate alarak hortumun uzunluğunu bir mezura ile ve hortumun çapını bir kumpasla ölçerek bağlantı hortumunun hacmini ölçün ve hesaplayın.

Ölçülen hava hacminin basınca karşı grafiğini çizin.

Boyle-Mariotte yasasını kullanarak sabit sıcaklıkta hacmin basınca bağımlılığını hesaplayın ve bir grafik çizin.

Teorik ve deneysel bağımlılıkları karşılaştırın.

2133. Sabit hacimde gaz basıncının sıcaklığa bağımlılığı (Charles yasası)

giriiş

Belirli bir gaz kütlesinin hacminin sabit kalması koşuluyla, gaz basıncının sıcaklığa bağlı olduğunu düşünelim. Bu çalışmalar ilk kez 1787 yılında Jacques Alexandre Cesar Charles (1746-1823) tarafından gerçekleştirilmiştir. Gaz, dar kavisli bir tüp şeklinde bir cıva manometresine bağlı büyük bir şişede ısıtıldı. Isıtıldığında şişenin hacmindeki önemsiz artış ve cıva dar bir manometrik tüp içinde yer değiştirdiğinde hacimdeki önemsiz değişiklik ihmal edilir. Bu nedenle gazın hacmi sabit kabul edilebilir. Şişeyi çevreleyen bir kapta su ısıtılarak gazın sıcaklığı bir termometre kullanılarak ölçüldü. T ve karşılık gelen basınç R- manometreye göre. Kabı eriyen buzla doldurarak basınç belirlendi R Ö ve karşılık gelen sıcaklık T Ö. 0  C'de basıncın olduğu bulundu. R Ö , daha sonra 1  C ısıtıldığında basınç artışı şu şekilde olacaktır:  R Ö.  miktarı tüm gazlar için aynı değere (daha kesin olarak hemen hemen aynı) sahiptir, yani 1/273  C -1.  miktarına sıcaklık basıncı katsayısı denir.

Charles yasası, 0  C sıcaklıktaki basıncı biliniyorsa, herhangi bir sıcaklıkta bir gazın basıncını hesaplamanıza izin verir. Belirli bir hacimde 0  C'deki belirli bir gaz kütlesinin basıncı bilinsin. P Ö ve aynı gazın sıcaklıktaki basıncı TP. Sıcaklık değişir T ve basınç şu şekilde değişir:  R Ö T, daha sonra basınç R eşittir:

Dipnot: Konunun geleneksel sunumu, bilgisayar modeli üzerinde bir gösteri ile desteklenmiştir.

Üçünden toplanma durumları En basit madde gaz halindeki durumdur. Gazlarda moleküller arasında etkili olan kuvvetler küçüktür ve belirli koşullar altında ihmal edilebilir.

Gaz denir mükemmel , Eğer:

Moleküllerin boyutları ihmal edilebilir, yani. moleküller maddi noktalar olarak düşünülebilir;

Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri ihmal edilebilir (moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisi kinetik enerjisinden çok daha azdır);

Moleküllerin birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışmaları kesinlikle elastik kabul edilebilir.

Gerçek gazlar aşağıdaki durumlarda ideal gazların özelliklerine yakındır:

Normal koşullara yakın koşullar (t = 0 0 C, p = 1,03·10 5 Pa);

Yüksek sıcaklıklarda.

İdeal gazların davranışını yöneten yasalar oldukça uzun zaman önce deneysel olarak keşfedildi. Böylece Boyle-Mariotte yasası 17. yüzyılda kuruldu. Bu yasaların formülasyonlarını verelim.

Boyle Yasası - Mariotte. Gazın sıcaklığının sabit tutulduğu koşullarda olmasına izin verin (bu tür koşullara denir) izotermal ).Bu durumda belirli bir gaz kütlesi için basınç ve hacmin çarpımı sabittir:

Bu formül denir izoterm denklemi. Grafiksel olarak, çeşitli sıcaklıklar için p'nin V'ye bağımlılığı şekilde gösterilmiştir.

Bir cismin hacmi değiştiğinde basıncı değiştirme özelliğine denir sıkıştırılabilme. Hacim değişikliği T=sabitte meydana gelirse, sıkıştırılabilirlik karakterize edilir izotermal sıkıştırılabilirlik katsayısı basınçta bir birim değişikliğe neden olan hacimdeki bağıl değişiklik olarak tanımlanır.

İdeal bir gaz için değerini hesaplamak kolaydır. İzoterm denkleminden şunu elde ederiz:

Eksi işareti hacim arttıkça basıncın azaldığını gösterir. Dolayısıyla ideal bir gazın izotermal sıkıştırılabilirlik katsayısı, basıncının tersine eşittir. Basınç arttıkça azalır çünkü Basınç ne kadar yüksek olursa, gazın daha fazla sıkıştırılma şansı o kadar az olur.

Gay-Lussac yasası. Gazın, basıncının sabit tutulduğu koşullarda olmasına izin verin (bu tür koşullara denir) izobarik ). Hareketli bir pistonla kapatılan bir silindire gaz yerleştirilerek elde edilebilirler. Daha sonra gaz sıcaklığındaki bir değişiklik pistonun hareketine ve hacimde bir değişikliğe yol açacaktır. Gaz basıncı sabit kalacaktır. Bu durumda, belirli bir gaz kütlesi için hacmi sıcaklıkla orantılı olacaktır:

burada V 0, t = 0 0 C sıcaklıktaki hacimdir, - hacimsel genleşme katsayısı gazlar Sıkıştırılabilirlik katsayısına benzer bir biçimde temsil edilebilir:

Grafiksel olarak V'nin T'ye bağımlılığı farklı baskılarşekilde gösterilmiştir.

Celsius cinsinden sıcaklıktan mutlak sıcaklığa geçerken Gay-Lussac yasası şu şekilde yazılabilir:

Charles'ın yasası. Bir gaz hacminin sabit kaldığı koşullarda ise ( izokorik koşullar), o zaman belirli bir gaz kütlesi için basınç sıcaklıkla orantılı olacaktır:

burada p 0 - t = 0 0 C sıcaklıktaki basınç, - basınç katsayısı. 1 0 dereceye kadar ısıtıldığında gaz basıncındaki bağıl artışı gösterir:

Charles yasası şu şekilde de yazılabilir:

Avogadro Yasası: Aynı sıcaklık ve basınçta herhangi bir ideal gazın bir molü aynı hacmi kaplar. Normal koşullar altında (t = 0 0 C, p = 1,03·10 5 Pa) bu hacim m -3 /mol'e eşittir.

1 molün içerdiği parçacık sayısı çeşitli maddeler, isminde Avogadro sabiti :

Normal koşullar altında 1 m3 başına n0 parçacık sayısını hesaplamak kolaydır:

Bu numara denir Loschmidt numarası.

Dalton Yasası:İdeal gazlardan oluşan bir karışımın basıncı, içine giren gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir;

Nerede - kısmi basınçlar- Karışımın bileşenlerinin her birinin aynı sıcaklıkta karışımın hacmine eşit bir hacim işgal etmesi durumunda uygulayacağı basınç.

Clapeyron-Mendeleev denklemi. Elde edebileceğimiz ideal gaz yasalarından Devlet denklemi , denge durumunda ideal bir gazın T, p ve V'sini birbirine bağlar. Bu denklem ilk olarak Fransız fizikçi ve mühendis B. Clapeyron ile Rus bilim adamları D.I. Mendeleev bu nedenle onların adını taşıyor.

Belirli bir gaz kütlesinin V 1 hacmini işgal ettiğini, p 1 basıncına sahip olduğunu ve T 1 sıcaklığında olduğunu varsayalım. Farklı bir durumdaki aynı gaz kütlesi, V2, p2, T2 parametreleriyle karakterize edilir (şekle bakınız). Durum 1'den durum 2'ye geçiş iki süreç şeklinde gerçekleşir: izotermal (1 - 1") ve izokorik (1" - 2).

Bu süreçler için Boyle - Mariotte ve Gay - Lussac yasalarını yazabiliriz:

Denklemlerden p 1 "'i çıkararak şunu elde ederiz:

Durum 1 ve 2 keyfi olarak seçildiğinden son denklem şu şekilde yazılabilir:

Bu denklem denir Clapeyron denklemi burada B, farklı gaz kütleleri için farklı bir sabittir.

Mendeleev, Clapeyron denklemini Avogadro yasasıyla birleştirdi. Avogadro yasasına göre, aynı p ve T'ye sahip herhangi bir ideal gazın 1 molü aynı V m hacmini kaplar, dolayısıyla B sabiti tüm gazlar için aynı olacaktır. Tüm gazlar için ortak olan bu sabit R ile gösterilir ve denir. Evrensel gaz sabiti. Daha sonra

Bu denklem ideal gaz hal denklemi buna aynı zamanda denir Clapeyron-Mendeleev denklemi .

Evrensel gaz sabitinin sayısal değeri, normal koşullar altında p, T ve Vm değerlerinin Clapeyron-Mendeleev denklemine yerleştirilmesiyle belirlenebilir:

Clapeyron-Mendeleev denklemi herhangi bir gaz kütlesi için yazılabilir. Bunu yapmak için, m kütleli bir gazın hacminin bir molün hacmiyle V = (m/M)Vm formülüyle ilişkili olduğunu unutmayın; burada M, gazın molar kütlesi. O zaman m kütleli bir gaz için Clapeyron-Mendeleev denklemi şu şekilde olacaktır:

mol sayısı nerede.

Genellikle ideal bir gazın durum denklemi şu şekilde yazılır: Boltzmann sabiti :

Buna dayanarak durum denklemi şu şekilde temsil edilebilir:

moleküllerin konsantrasyonu nerede. Son denklemden ideal bir gazın basıncının, sıcaklığı ve molekül konsantrasyonuyla doğru orantılı olduğu açıktır.

Küçük gösteriİdeal gaz yasaları. Düğmeye bastıktan sonra "Başlayalım" Sunucunun ekranda olup bitenlerle ilgili yorumlarını (siyah renk) ve düğmeye bastıktan sonra bilgisayarın eylemlerinin açıklamasını göreceksiniz. "Daha öte" (kahverengi renk). Bilgisayar "meşgul" olduğunda (yani deney devam ederken) bu düğme etkin değildir. Git sonraki kare ancak mevcut deneyimde elde edilen sonucu kavrayarak. (Algınız sunum yapan kişinin yorumlarıyla örtüşmüyorsa yazın!)

İdeal gaz yasalarının geçerliliğini mevcut

XVII'de – 19. yüzyıllarİdeal gazların deneysel yasaları formüle edildi. Bunları kısaca hatırlayalım.

İdeal gaz izoprosesleri– parametrelerden birinin değişmeden kaldığı işlemler.

1. İzokorik süreç . Charles'ın yasası. V = sabit.

İzokorik süreç meydana gelen bir süreç denir sabit hacim V. Bu izokorik süreçte gazın davranışı aşağıdakilere uygundur: Charles'ın yasası :

Sabit hacimde ve gaz kütlesinin sabit değerlerinde ve molar kütle gaz basıncının mutlak sıcaklığına oranı sabit kalır: P/T= sabit

İzokorik bir sürecin grafiği PV-diyagram denir izokor . İzokorik bir sürecin grafiğini bilmek faydalıdır. RT- Ve VT-diyagramlar (Şekil 1.6). İzokor denklemi:

Burada P 0 – 0 °C'de basınç, α - sıcaklık katsayısı gaz basıncı 1/273 derece -1'e eşittir. Böyle bir bağımlılığın grafiği Рt-diyagram Şekil 1.7'de gösterilen forma sahiptir.

Pirinç. 1.7

2. İzobarik süreç. Gay-Lussac yasası. R= sabit

İzobarik bir süreç, sabit P basıncında meydana gelen bir süreçtir. . İzobarik bir süreç sırasında bir gazın davranışı aşağıdakilere uyar: Gay-Lussac yasası:

Sabit basınçta ve hem gazın hem de molar kütlesinin kütlesinin sabit değerlerinde, gazın hacminin mutlak sıcaklığına oranı sabit kalır: KDV/T= sabit

Bir izobarik sürecin grafiği VT-diyagram denir izobar . İzobarik sürecin grafiklerini bilmek faydalıdır. PV- Ve RT-diyagramlar (Şekil 1.8).

Pirinç. 1.8

İzobar denklemi:

Burada α =1/273 derece -1 - hacimsel genleşmenin sıcaklık katsayısı. Böyle bir bağımlılığın grafiği Vt Diyagram Şekil 1.9'da gösterilen forma sahiptir.

Pirinç. 1.9

3. İzotermal süreç. Boyle-Mariotte yasası. T= sabit

İzotermal süreç şu durumlarda ortaya çıkan bir süreçtir: Sabit sıcaklık T.

İdeal bir gazın izotermal bir işlem sırasındaki davranışı aşağıdakilere uygundur: Boyle-Mariotte yasası:

Sabit bir sıcaklıkta ve gazın kütlesinin ve molar kütlesinin sabit değerlerinde, gazın hacminin ve basıncının çarpımı sabit kalır: PV= sabit

Bir izotermal sürecin grafiği PV-diyagram denir izoterm . İzotermal bir sürecin grafiklerini bilmek faydalıdır. VT- Ve RT-diyagramlar (Şekil 1.10).

Pirinç. 1.10

İzoterm denklemi:

(1.4.5)

4. Adyabatik süreç(izantropik):

Adyabatik bir süreç, çevreyle ısı alışverişi olmadan gerçekleşen termodinamik bir süreçtir.

5. Politropik süreç. Bir gazın ısı kapasitesinin sabit kaldığı bir süreç. Politropik süreç – Genel dava yukarıdaki süreçlerin tümü.

6. Avogadro yasası. Aynı basınç ve aynı sıcaklıklarda, farklı ideal gazların eşit hacimleri aynı sayıda molekül içerir. Bir mol çeşitli madde N A içerir=6,02·10 23 moleküller (Avogadro sayısı).

7. Dalton yasası.İdeal gaz karışımının basıncı, içinde bulunan gazların kısmi basınçlarının (P) toplamına eşittir:

(1.4.6)

Kısmi basınç Pn, belirli bir gazın tek başına tüm hacmi kaplaması durumunda uygulayacağı basınçtır.

Şu tarihte: , gaz karışım basıncı.

Çok düşük sıcaklıklarda, gaz sıvılaşma durumuna yaklaştığında ve güçlü bir şekilde sıvılaştığında sıkıştırılmış gazlar Charles kanunu geçerli değildir. Charles kanunu ile Gay-Lussac kanununda yer alan  ve  katsayılarının çakışması tesadüfi değildir. Sabit sıcaklıkta gazlar Boyle-Mariotte kanununa uyduğu için  ve  birbirine eşit olmalıdır.

Basıncın sıcaklık katsayısı  değerini, basıncın sıcaklığa bağlılığı formülüne koyalım:

Değer ( 273+ T) birimi Celsius ölçeğiyle aynı olan yeni bir sıcaklık ölçeğinde ölçülen sıcaklık değeri olarak düşünülebilir ve sıfır, Celsius'un sıfırı olarak alınan noktanın 273  altında bulunan bir nokta olarak alınır. ölçek, yani buzun erime noktası. Bu yeni ölçeğin sıfırına mutlak sıfır denir. Bu yeni ölçeğe termodinamik sıcaklık ölçeği adı verilmektedir. T T+273  .

O halde sabit hacimde Charles yasası geçerlidir:

İşin amacı

Charles Yasasını Test Etmek

Çözülmesi gereken sorunlar

Sabit hacimde gaz basıncının sıcaklığa bağımlılığının belirlenmesi

Düşük sıcaklıklara doğru ekstrapolasyon yoluyla mutlak sıcaklık ölçeğinin belirlenmesi

Güvenlik önlemleri

Dikkat: Bu çalışmada cam kullanılmıştır.

Gaz termometresiyle çalışırken son derece dikkatli olun; cam kap ve ölçüm kabı.

Sıcak su ile çalışırken son derece dikkatli olun.

Deneysel kurulum

Cihazlar ve aksesuarlar

Gaz termometresi

Mobil CASSY Laboratuvarı

Termokupl

Elektrikli ısıtma plakası

Cam ölçüm kabı

Cam kap

Manuel vakum pompası

Bir el pompası kullanarak oda sıcaklığında hava pompalarken, hava sütunu p0+р üzerinde basınç oluşturulur; R 0 – dış basınç. Bir damla cıva da hava sütununa baskı uygular:

Bu deneyde bu yasa bir gaz termometresi kullanılarak doğrulanmıştır. Termometre yaklaşık 90°C sıcaklıktaki suya yerleştirilir ve bu sistem yavaş yavaş soğutulur. Bir el vakum pompası kullanarak gaz termometresinden havanın dışarı pompalanmasıyla, soğutma sırasında sabit bir hava hacmi korunur.

İş emri

Gaz termometresinin kapağını açın, el tipi vakum pompasını termometreye bağlayın.

Termometreyi Şekil 2'de solda gösterildiği gibi dikkatlice döndürün. 2 ve bir pompa kullanarak havayı dışarı pompalayın, böylece bir damla cıva a) noktasına ulaşacaktır (bkz. Şekil 2).

a) noktasında bir damla cıva toplandıktan sonra, termometreyi deliği yukarı bakacak şekilde çevirin ve cıvanın birkaç damlacığa ayrılmaması için pompadaki b) kolundan (bkz. Şekil 2) basınçlı havayı dikkatlice boşaltın.

Suyu ısıtın cam kap 90°C'ye kadar fayanslarda.

Dökün sıcak su bir cam kabın içine.

Kabın içine bir tripod üzerine sabitleyerek bir gaz termometresi yerleştirin.

Termokupl suya yerleştirin, sistem yavaş yavaş soğur. Elde taşınan bir vakum pompası kullanarak gaz termometresinden hava pompalayarak, soğutma işlemi boyunca sabit bir hava sütunu hacmi sağlarsınız.

Manometre okumasını kaydedin  R ve sıcaklık T.

Toplam gaz basıncının bağımlılığını çizin P 0 +P+P Hg o C cinsinden sıcaklıktan.

Grafiğe x eksenini kesinceye kadar devam edin. Kesişme sıcaklığını belirleyin ve elde edilen sonuçları açıklayın.

Eğim açısının tanjantını kullanarak sıcaklık basınç katsayısını belirleyin.

Sabit hacimde basıncın sıcaklığa bağımlılığını Charles yasasını kullanarak hesaplayın ve bir grafik çizin. Teorik ve deneysel bağımlılıkları karşılaştırın.

giriiş

İdeal bir gazın durumu tamamen ölçülebilir büyüklüklerle tanımlanır: basınç, sıcaklık, hacim. Bu üç büyüklük arasındaki ilişki temel gaz yasasıyla belirlenir:

İşin amacı

Boyle-Mariotte yasasını kontrol ediyorum.

Çözülmesi gereken sorunlar

Gaz sıcaklığının sabit olduğu dikkate alınarak hacim değiştiğinde şırıngadaki hava basıncının ölçülmesi.

Deneysel kurulum

Cihazlar ve aksesuarlar

Basınç ölçer

Manuel vakum pompası

Bu deneyde Boyle-Mariotte yasası, Şekil 1'de gösterilen düzen kullanılarak doğrulanır. Şırıngadaki havanın hacmi şu şekilde belirlenir:

burada p 0 atmosferik basınç, аp – basınç göstergesi kullanılarak ölçülen basınç.

İş emri

Şırınga pistonunu 50 ml işaretine ayarlayın.

El vakum pompasının bağlantı hortumunun serbest ucunu şırınganın çıkışına sıkıca bastırın.

Pistonu uzatırken hacmi 5 ml'lik artışlarla artırın ve manometre okumalarını siyah skalaya kaydedin.

Pistonun altındaki basıncı belirlemek için, paskal cinsinden ifade edilen monometre okumalarını atmosferik basınçtan çıkarmak gerekir. Atmosfer basıncı yaklaşık 1 bar olup, 100.000 Pa'ya karşılık gelir.

Ölçülen hava hacminin basınca karşı grafiğini çizin.

Boyle-Mariotte yasasını kullanarak sabit sıcaklıkta hacmin basınca bağımlılığını hesaplayın ve bir grafik çizin.

Teorik ve deneysel bağımlılıkları karşılaştırın.

2133. Sabit hacimde gaz basıncının sıcaklığa bağımlılığı (Charles yasası)

giriiş

Çok düşük sıcaklıklarda, gaz sıvılaşma durumuna yaklaştığında ve yüksek oranda sıkıştırılmış gazlarda Charles yasası geçerli değildir. Charles kanunu ile Gay-Lussac kanununda yer alan  ve  katsayılarının çakışması tesadüfi değildir. Sabit sıcaklıkta gazlar Boyle-Mariotte kanununa uyduğu için  ve  birbirine eşit olmalıdır.

Basıncın sıcaklık katsayısı  değerini, basıncın sıcaklığa bağlılığı formülüne koyalım:

O halde sabit hacimde Charles yasası geçerlidir:

İşin amacı

Charles Yasasını Test Etmek

Çözülmesi gereken sorunlar

Sabit hacimde gaz basıncının sıcaklığa bağımlılığının belirlenmesi

Düşük sıcaklıklara doğru ekstrapolasyon yoluyla mutlak sıcaklık ölçeğinin belirlenmesi

Güvenlik önlemleri

Dikkat: Bu çalışmada cam kullanılmıştır.

Gaz termometresiyle çalışırken son derece dikkatli olun; cam kap ve ölçüm kabı.

Sıcak su ile çalışırken son derece dikkatli olun.

Deneysel kurulum

Cihazlar ve aksesuarlar

Gaz termometresi

Mobil CASSY Laboratuvarı

Termokupl

Elektrikli ısıtma plakası

Cam ölçüm kabı

Cam kap

Manuel vakum pompası

Bir el pompası kullanarak oda sıcaklığında hava pompalarken, hava sütunu p0+р üzerinde basınç oluşturulur; R 0 – dış basınç. Bir damla cıva da hava sütununa baskı uygular:

İş emri

Gaz termometresinin kapağını açın, el tipi vakum pompasını termometreye bağlayın.

Suyu bir cam kapta ocak üzerinde 90°C'ye ısıtın.

Bir cam kaba sıcak su dökün.

Kabın içine bir tripod üzerine sabitleyerek bir gaz termometresi yerleştirin.

Manometre okumasını kaydedin  R ve sıcaklık T.

Toplam gaz basıncının bağımlılığını çizin P 0 +P+P Hg o C cinsinden sıcaklıktan.

Grafiğe x eksenini kesinceye kadar devam edin. Kesişme sıcaklığını belirleyin ve elde edilen sonuçları açıklayın.

Eğim açısının tanjantını kullanarak sıcaklık basınç katsayısını belirleyin.

Sabit hacimde basıncın sıcaklığa bağımlılığını Charles yasasını kullanarak hesaplayın ve bir grafik çizin. Teorik ve deneysel bağımlılıkları karşılaştırın.

Okumak:

Neden deniz dalgalarında bir fırtına hayal ediyorsunuz? Bütçe ile yerleşimlerin muhasebeleştirilmesi Bir tavada süzme peynirden cheesecake - kabarık cheesecake için klasik tarifler 500 g süzme peynirden Cheesecake Kuru erikli siyah inci salatası Kuru erikli siyah inci salatası Domates salçası tarifleri ile Lecho