Краткие теоретические сведения

Состояние данной массы газа характеризуется тремя величинами (параметрами): объемом V, давлением р и термодинамической температурой Т. В природе и технике, как правило, происходят изменения всех величин одновременно, но при этом соблюдается закономерность, выраженная уравнением состояния газа:

                       (2.10)

где С =const

Для постоянной массы газа произведение объема на давление, деленное на термодинамическую температуру, есть величина постоянная.

Закон Бойля – Мариотта для изотермического процесса, т. е. процесса, протекающего при постоянной температуре (Т₁ = Т₂), является частным случаем объединенного газового закона:

                              (2.11)

Т.е давление данной массы газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально его объему при T=const.

Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя прибор для изучения газовых законов (см. рис.2.9).

Прибор состоит из металлического гофрированного цилиндра переменного объема (сильфона) 1, манометра 2 и резинового шланга 3. Прикрепленная к сильфону демонстрационная шкала 4 позволяет измерять объем воздуха в цилиндре в условных единицах:

1 г/см² =1атм= 101325 Па

Рисунок 2.9 – Экспериментальная установка

Порядок выполнения работы

1.Определить цену деления шкалы манометра.

2.Собрать установку по рисунку 2.9.

3.Измерить температуру воздуха Т₁  в помещении, перевести градусы в Кельвины.

4.Определить по барометру атмосферное давление Р_атм

5.Вращением винта 7 опустить крышку сильфона до 7 деления демонстрационной шкалы. С помощью кранов 5 и 6 зафиксировать  в сильфоне некоторую массу воздуха V₁ и замерить на манометре избыточное давление воздуха ΔР₁. Перевести значение в (Па): 1атм= 101325 Па. Рассчитать давление Р₁ по формуле  .

6.Снять показания V₁, Т₁ и данные занести в таблицу 2.8.

7.Не меняя массу газа, вращением винта 7 постепенно поднять крышку сильфона до 8 деления демонстрационной шкалы. Снять показания приборов ΔP₂,V₂,T₂. Рассчитать давление Р₂ по формуле  и данные занести в таблицу 2.8.

8.Не меняя массу газа, вращением винта 7 постепенно опустить крышку сильфона до 5,5 деления демонстрационной шкалы. Снять показания приборов ΔP₃,V₃,T₃ и данные занести в таблицу 2.8. Рассчитать давление Р₃ по формуле  .

9.Перенести сильфон в сосуд с горячей водой. Через 2-3 мин наступит тепловое равновесие, т. е. температуры воды и воздуха в сильфоне станут одинаковыми. Измерить температуру воды Т₄

10.Не меняя объем воздуха V₃ снять показания давления ΔР₄ в и данные записать в таблицу 2.8

11.Рассчитать давление Р₄ по формуле  .

Таблица 2.8 – Экспериментальные данные