Лабораторная работа: «ОПЫТНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАКОНА БОЙЛЯ- МАРИОТТА»

1 Лабораторная работа: «ОПЫТНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАКОНА БОЙЛЯ- МАРИОТТА» Изучить закономерность изменения давления ЦЕЛЬ: и объема газа при постоянной температуре. Стеклянный сосуд емкостью 40 см 3, шприц со шкалой на 10 см ОБОРУДОВАНИЕ: 3, манометр с пределом измерений 300 мм. рт. ст., соединительные трубки, пластмассовый тройник. ВНИМАТЕЛЬНО! Соблюдайте осторожность при установке эластичной трубки на горловине стеклянного сосуда. Не применяйте для этого посторонних предметов и инструментов из твердых материалов. Не опирайтесь стеклянным сосудом на твердые поверхности! ИНСТРУКЦИЯ: Выведите поршень шприца в положение полного объема (10 см 3 ). Закрепите на горловине стеклянного сосуда одну из соединительных трубок. Соедините между собой герметично, через пластмассовый тройник, с помощью трубок стеклянный сосуд, шприц с выведенным поршнем и манометр. Настроечной клавишей на тыльной стороне манометра совместите стрелку манометра с нулевым делением шкалы. опыта Объем воздуха в сосуде V0[cм 3 ] 40 см 3 Объем воздуха в шприце V [cм 3 ] Объем воздуха в системе V0+V[cм 3 ] Атмосферное давление P0 [мм. рт. ст.] Добавочное давление P [мм. рт. ст.] Давление в системе P+P0 [мм. рт. ст.] Произведение давления на объем Е=(V0+V) (P+P0) [(cм 3 ) (мм. рт. ст.)] Среднее произведение давления на объем Еср [(cм 3 ) (мм. рт. ст.)] Относительная погрешность η [%] Запишите в таблицу следующие величины: атмосферное давление по прогнозу погоды (величина одинаковая для всех опытов), добавочное давление по показаниям манометра,

2 объем воздуха в сосуде 40 см 3 (величина одинаковая для всех опытов), дополнительный объем воздуха по шкале шприца. Сожмите поршнем объем воздуха внутри шприца на 1-2 см 3 и запишите данные в следующую строчку таблицы. Повторите сжатие до заполнения всех пяти строк. Разберите установку. Для каждого опыта перемножьте численные значения полного объема воздуха в системе с величиной полного давления. Полученная величина обозначена в таблице буквой Е. Среднее значение этой величины определяется путем сложения всех полученных значений и делением суммы на число опытов: E1 E2 E3 E4 E5 Eńđ 5 Постройте график на основе опытных данных. ДАВЛЕНИЕ (мм. рт. ст.) ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА Погрешность измерений для каждого опыта определите по формуле: Eńđ E 100% E Сделайте вывод о 900 величине произведения 800 давления на объем газа при постоянной температуре; о их ОБЪЕМ см3 взаимной зависимости при постоянной температуре и массе: ВЫВОД 1: Для данной массы газа при постоянной температуре ВЫВОД 2: При постоянной температуре объем газа пропорционален его давлению. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Что такое идеальный газ? 2. Расскажите закон Бойля-Мариотта. 3. Как называется график изотермической зависимости давления от объема? ńđ

3 Лабораторная работа: «ОПЫТНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАКОНА ШАРЛЯ» Изучить закономерность изменения давления ЦЕЛЬ: и постоянной температуры идеального газа при постоянном объеме. Стеклянный сосуд емкостью 40 см 3, манометр с пределом измерений 300 мм. рт. ст., штатив, ОБОРУДОВАНИЕ: термометр соединительные трубки, стакан для горячей воды, горячая и холодная вода. ВНИМАТЕЛЬНО! Соблюдайте осторожность при установке эластичной трубки на горловине стеклянного сосуда. Не применяйте для этого посторонних предметов и инструментов из твердых материалов. Не опирайтесь стеклянным сосудом на твердые поверхности! ИНСТРУКЦИЯ: Соедините между собой стеклянный сосуд объемом 40 см 3 и манометр с помощью соединительной трубки. Установите штатив, на платформу штатива поставьте стакан для горячей воды и зафиксируйте в лапках штатива манометр с колбой и термометр так, чтобы в стакан погрузились: колба целиком, а у термометра только термочувствительный элемент. Будьте внимательны и осторожны. Не следует зажимать стекло в лапках штатива, стеклянные приборы должны только опираться на них. Настроечной клавишей на тыльной стороне манометра совместите стрелку манометра с нулевым делением шкалы. опыта Атмосферное давление P0 [мм. рт. ст.] Добавочное давление P [мм. рт. ст.] Давление в системе P+P0 [мм. рт. ст.] Температура воздуха в колбе Т [К] Отношение давления к абсолютной температуре(p+p0)/т Среднее отношение давления к абсолютной температуре РТ Относительная погрешность η [%]

4 Запишите в таблицу следующие величины: атмосферное давление по прогнозу погоды (величина одинаковая для всех опытов), комнатную температуру по показаниям термометра до нагрева (первый опыт). Температуру необходимо преобразовать в абсолютную по формуле: Т=t+273[К] Заполните стакан очень горячей водой, в которую должны погрузиться колба с воздухом и термочувствительный элемент термометра. Дождитесь, пока показания термометра и манометра перестанут увеличиваться и запишите температуру и добавочное давление для второго опыта. Со временем, когда температура и давление понизятся, записывайте данные для последующих опытов. Среднее значение отношения давления к температуре обозначено РТ и получается делением суммы значений на число опытов: Đ Ň1 Ň2 Ň3 Ň4 Ň5 Đ Ň ЗАКОН ШАРЛЯ 5 Постройте график на основе опытных данных. ДАВЛЕНИЕ (мм. рт. ст.) АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА Погрешность измерений для каждого опыта определите по формуле: ĐŇ Đ / Ň 100% С PT делайте вывод зависимости давления идеального газа от абсолютной температуры, если объем газа не изменяется: ВЫВОД 1: Для данной массы газа при постоянном объеме КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Расскажите закон Шарля. 2. Почему температурная шкала называется абсолютной?

5 Лабораторная работа: «ОПЫТНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЗАКОНА ГЕЙ- ЛЮССАКА» Изучить закономерность изменения ЦЕЛЬ: абсолютной температуры и объема газа при постоянном давление. Стеклянный сосуд емкостью 40 см 3, манометр с пределом измерений 300 мм. рт. ст., штатив, ОБОРУДОВАНИЕ: термометр соединительные трубки, пластмассовый тройник, стакан для горячей воды, горячая и холодная вода. ВНИМАТЕЛЬНО! Соблюдайте осторожность при установке эластичной трубки на горловине стеклянного сосуда. Не применяйте для этого посторонних предметов и инструментов из твердых материалов. Не опирайтесь стеклянным сосудом на твердые поверхности! ИНСТРУКЦИЯ: Сожмите поршень шприца в положение минимального объема (0 см 3 ) и запишите это значение в таблицу для первого опыта. Закрепите на горловине стеклянного сосуда одну из соединительных трубок. Соедините между собой герметично, через пластмассовый тройник, с помощью трубок стеклянный сосуд, шприц с выведенным поршнем и манометр. Настроечной клавишей на тыльной стороне манометра совместите стрелку манометра с нулевым делением шкалы. опыта Атмосферное давление P0 [мм. рт. ст.] Объем воздуха в сосуде V0[cм 3 ] 40 см 3 Объем воздуха в шприце V [cм 3 ] Объем воздуха в системе V0+V[cм 3 ] Температура воздуха в колбе Т [К] Отношение объема к абсолютной температуре(v+v0)/т Среднее отношение объема к абсолютной температуре VТ Относительная погрешность η [%]

6 Запишите в таблицу следующие величины: атмосферное давление по прогнозу погоды (одинаковое для всех опытов), комнатную температуру по показаниям термометра до нагрева (первый опыт), объем стеклянного сосуда 40 см 3 (для всех опытов). Температуру необходимо преобразовать в абсолютную: Т=t+273[К] Заполните стакан очень горячей водой, в которую должны погрузиться колба с воздухом и термочувствительный элемент термометра. Дождитесь, пока показания термометра и манометра перестанут увеличиваться. Выдвигая поршень шприца, отрегулируйте давление до первоначальной величины и запишите температуру и добавочный объем для второго опыта. Со временем, когда температура понизится, повторно отрегулируйте поршнем шприца изменение объема, установите первоначальное давление и записывайте данные для последующих опытов. Среднее значение отношения объема к температуре VТ: V Ň1 Ň2 Ň3 Ň4 Ň5 V Ň ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА 5 Постройте график на основе опытных данных. ОБЪЕМ (см 3 ) АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА Определите погрешность: VŇ Ň 100% VT Сделайте вывод зависимости объема идеального газа от абсолютной температуры, если давление газа постоянное: ВЫВОД 1: Для данной массы газа при постоянном давление КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Расскажите закон Гей-Люссака. 2. Расскажите основные положения МКТ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.31 Исследование изохорического процесса. Закон Шарля. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследование зависимости давления воздуха от температуры в замкнутом объеме. Оценить положение абсолютного нуля температур