ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И УСТАНОВКИ

Метод работы основывается на измерении парциального давления быстро испаряющегося вещества, вводимого в сосуд известного объема.

Парциальное давление измеряют манометром по разности высоты жидкости в коленах манометра.

          (9.10.)

Здесь h – разность высот столбов жидкости в коленах манометра,

     r - плотность жидкости в манометрической трубке,

     g – ускорение свободного падения.

С другой стороны, парциальное давление испарившегося вещества можно выразить через массу введенного вещества, его плотность, используя уравнение Менделеева – Клапейрона (9.3.) и основное уравнение кинетической теории газов в виде

             (9.11.)

Решая уравнения относительно постоянной Больцмана, окончательно получим:

(9.12.)

Где: r - плотность воды =10³ кг/м³

 r_э – плотность жидкого эфира,

 m - молярная масса эфира (С₂Н₅ОС₂Н₅)

 V_э – объем жидкого эфира, определяется с помощью градуированного медицинского шприца.

В работе используется стеклянный баллон I, соединенный с манометром 4 (см. рис. 9.1.)

 

 

Рис. 9.1.

 

С помощью шприца 3 в баллон 1 вводится жидкий этиловый эфир С₂Н₅ОС₂Н₅  («эфир для наркоза»). Эфир быстро испаряется, а так как для опыта берется его небольшая масса, то в сосуде образуется газообразный эфир.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Введите в баллон с помощью медицинского шприца 1-1,5 см³ жидкого эфира.

2. Измерьте разность высот воды в коленах манометра после испарения эфира.

3. Измерьте температуру в комнате с помощью комнатного термометра (температура газа в баллоне равна температуре воздуха в комнате.

4. Данные занесите в таблицу 9.1.

 

Таблица 9.1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯНОЙ БОЛЬЦМАНА

№п / п	r	h	m	r э	V э	V	T	NA	k	D k	e k
1
2
3

 

 

5. По уравнению (9.12.) рассчитайте постоянную Больцмана, погрешность ее измерения.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

 

1. Произвести измерения с другим легко испаряющимся веществом (спиртом, бензином). Сравнить полученные результаты.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Какие газы называются идеальными?

2. Сформулируйте основные законы идеальных газов.

3. Каким соотношением универсальная газовая постоянная связана с постоянной Больцмана и числом Авогадро?

4. Поясните физический смысл универсальной газовой постоянной и постоянной Больцмана.

5. Выведите расчетную формулу (9.10.)

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ПОСТОЯННОЙ

МЕТОДОМ ОТКАЧКИ

Цель работы: определить универсальную газовую постоянную.

Приборы и принадлежности: насос Комовского, манометр, стеклянная колба, весы, разновес.

ВВЕДЕНИЕ

Универсальную газовую постоянную можно определить из уравнения Менделеева – Клапейрона :

      (10.1.)

здесь Р – давление, m-масса газа, m - масса одного моля этого газа, Т- абсолютная температура газа, V – объем.

Все параметры, входящие в уравнение (10.1.), можно измерить непосредственно, за исключением массы газа, так как взвешивание газа возможно только вместе с сосудом, в который он заключен. Поэтому для определения R из уравнения (10.1.) необходимо исключить массу сосуда. Рассмотрев уравнение состояния для двух масс m₁ и m₂ одного и того же газа при неизменных температуре Т и объеме V, получим уравнение для определения R:

(10.2.)

Следовательно, если определить давление Р₁ и температуру Т для некоторой массы m₁, заключенной в сосуде объемом V, а затем изменить массу газа в том же сосуде до величины m₂ (например, путем откачки) и вновь определить давление Р₂ при той же температуре Т, то по формуле (10.2.) легко рассчитать универсальную газовую постоянную.

 

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка состоит из стеклянной колбы –1 с зажимом – 2, манометра –3, насоса Комовского –4, соединенных между собой резиновыми трубками –5 (рис. 10.1.)

 

 

 

Рис.10.1.

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: