Печать
Категория: Лабораторные работы
Просмотров: 36008

Рейтинг: 5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Лабораторная работа № 

Тема: Исследование изотермического процесса.

Цель работы: проверить соотношения между изменениями объема и давления определенного количества газа при его изотермическом сжатии.

Оборудование:

Теоретическая часть

В соответствии с законом Бойля-Мариотта это соотношение должно иметь вид: V1P1 = V2P2 (1), где V1 и V2 - объемы, занимаемые газом соответственно до и после сжатия, a P1 и Р2 - его давления.

Объектом изучения в работе является воздух, находящийся внутри прозрачной трубки. В исходном состоянии он имеет следующие параметры. Давление равно атмосферному. Объем равен объему внутренней полости трубки. Температура соответствует температуре воздуха в помещении класса.

Второе состояние получают путем сжатия. Для этого кран на одном конце закрывают. Второй кран остается открытым. Конец трубки с открытым краном погружают в мерный цилиндр, который предварительно заполняют водой комнатной температуры, не долив до верхнего края 15-20 мм. Кран опускают до дна цилиндра. Через открытый кран в трубку заходит вода и сжимает воздух до тех пор, пока его давление не сравняется с внешним давлением. Таким образом, во втором состоянии параметры воздуха окажутся следующими. Объем будет равен объему внутренней полости за вычетом объема воды, вошедшей в трубку. Давление возрастет на величину гидростатического давления столба воды в цилиндре. Температура не изменится.

Объем внутренней полости определяется произведением площади поперечного сечения трубки на ее длину. Поскольку поперечное сечение трубки не меняется, объем воздуха удобно измерять в условных единицах. За условную единицу принимают единицу длины воздушного столба.

Итак, в исходном состоянии давление определяется по показаниям барометра-анероида, а объем измерительной лентой по длине внутренней полости.
Для измерения давления во втором состоянии измеряют разницу уровней воды в мерном цилиндре и в трубке - h. По формуле для расчета гидростатического давления жидкости вычисляют давление столба воды: Рв = ρgh, где ρ - плотность воды. Давление воздуха во втором состоянии будет равно сумме атмосферного и гидростатического давлений.

Для определения объема воздуха во втором состоянии измеряют длину столба воды, вошедшей в трубку. Из измеренной ранее длины трубки вычитают длину столба воды.

Завершив измерения, находят произведения давления на объем воздуха в первом и втором состояниях. Сравнивая полученные числа, делают вывод о справедливости закона Бойля-Мариотта.

Указания к работе

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

 l1, мм   P1, Па   Δl, мм   l2, мм   h, мм   Pв, Па   Р2, Па   l1P  l2P
знач                

2. Измерьте длину воздушного столба в трубке - l1 .

3. Закройте один кран и погрузите конец трубки с открытым краном в мерный цилиндр до дна.

4. Измерьте длину столба воды, вошедшей в трубку - Δl.

5. Измерьте разницу уровней воды в мерном цилиндре и в трубке - h.

6. Вычислите длину воздушного столба в трубке после сжатия l2 = l1 - Δl.

7. Вычислите гидростатической давление воды Рв = ρgh.

8. Вычислите давление воздуха в трубке после сжатия Р2 = P1 + Рв.

9. Вычислите произведения l1P1 и l2P2 и сделайте вывод о том, насколько точно изменение параметров газа в проделанном опыте соответствует закону Бойля-Мариотта.

10. Укажите причины, повлиявшие на точность полученных результатов.

Контрольные вопросы.

  1. Почему процесс сжатия воздуха в данной работе можно считать изобарным?
  2. Какие условия должны выполняться, чтобы изменения параметров газа соответствовали закону Бойля-Мариотта?

 

Добавить комментарий

Все в рамках приличия и законодательства РФ...


Защитный код
Обновить

Нравится
Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter