Лабораторная работа по теме: «Наблюдение зависимости объёма данной массы газа от температуры».

Лабораторная работа №2

Тема: «Наблюдение зависимости объёма данной массы газа от температуры».

Цель: определить зависимость объёма данной массы газа от температуры при постоянном давлении.

Необходимо знать: уравнение состояния идеального газа, газовые законы.

Необходимо уметь: работать с приборами, делать выводы на основе экспериментальных данных.

Оборудование: стеклянная трубка, цилиндрический сосуд с горячей водой, стакан с водой комнатной температуры, линейка, термометр.

Теоретические сведения

Уравнение состояния идеального газа - формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:

Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.

В случае постоянной массы газа уравнение можно записать в виде:

Последнее уравнение называют объединённым газовым законом. Из него получаются законы Бойля — Мариотта, Шарля и Гей-Люссака:

 — закон Бойля — Мариотта (Изотермический процесс).

— Закон Гей-Люссака (Изобарный процесс).

 — закон Шарля (Изохорный процесс)

Ход работы

1. Установите поршень шприца на отметке 50 мл.

2. Плотно надеть свободный конец соединительного шланга ручного вакуумного насоса на выходной патрубок шприца.

3. Выдвигая поршень, увеличивайте объем с шагом 5 мл, фиксируйте показания манометра по черной шкале.

4. Чтобы определить давление под поршнем, надо из атмосферного давления вычесть показания монометра, выраженного в паскалях. Атмосферное давление равно приблизительно 1 бар, что соответствует 100 кПа.

5. Для обработки результатов измерений следует учитывать наличие воздуха в соединительном шланге. Для этого измерьте рассчитайте объем соединительного шланга, измерив длину шланга рулеткой, а диаметр шланга штангенциркулем, учитывая, что толщина стенок составляет 1,5 мм.

6. Постройте график измеренной зависимости объема воздуха от давления.

7. Рассчитайте зависимость объема от давления при постоянной температуре по закону Бойля-Мариотта и постройте график.

8. Сравните теоретические и экспериментальные зависимости.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Что такое изохорный процесс?

2. Запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

3. Что обозначает 1 моль вещества?

4. Физический смысл постоянной Авогадро N_A?

5. В закрытом сосуде находится газ под давлением 160 кПа. Каким станет давление газа, если температуру повысить на 20%?

Литература

1. Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений начального и среднего профессионального образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 448с.

2. Мякишев Г. Я. Физика: Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2005. – 366с.