Описание экспериментальной установки.
Установка ФПТ1-12 представляет собой конструкцию настольного типа (рис.1), состоящую из:
1. Измерительного блока. В его состав входят три прибора.
а). Компрессор, выкачивающий воздух из стеклянной колбы, которая соединена с компрессором гибкой трубкой.
б). Вакуумметр, показывающий в барах[1] разность p' между атмосферным давлением p0 и давлением воздуха в колбе p. На самом деле это – не вакуумметр, а манометр, и он показывает обратную разницу поэтому его показания отрицательные. Следовательно, для того, чтобы этим манометром можно было пользоваться как вакуумметром, надо просто не учитывать знак «минус».
в). Термометр, показывающий температуру атмосферного воздуха T.
2. Стеклянная колба, содержащая исследуемый газ. В данной работе газ – это атмосферный воздух. Колба соединяется с компрессором с помощью шланга. Для отключения от компрессора колба снабжена краном.
3. Электронные цифровые весы для измерения массы колбы с воздухом m.
Порядок выполнения работы
Уравнение Менделеева-Клапейрона (5) для объёма V при комнатной температуре Т и атмосферном давлении р1 для массы воздуха М1 в шаре запишется:
,
где M1 = m1 – m2; m0 - масса пустого шара; m1 - суммарная масса шара и воздуха в нем при давлении р1.
Если откачать насосом воздух из шара, то давление в нем будет р2 (при той же температуре Т). Уравнение 5 запишется так:
,
где M2 = m2 – m0; m2 - суммарная масса шара и воздуха в нем при давлении р2.
|
|
|
Из последних уравнении найдем универсальную газовую постоянную:
. (6)
1. Включите в сеть шнуры питания электронных весов и измерительного блока.
2. Включите тумблером «СЕТЬ» измерительный блок. При этом должна загореться индикаторная лампочка.
3. Посмотрите на приборы измерительного блока. Стрелка вакуумметра должна стоять на отметке 0. Если это не так, обратитесь к преподавателю или лаборанту.
4. Подождите примерно 5 минут, затем запишите значение температуры воздуха, которая высвечивается на электронном табло установки. Молярную массу воздуха вам надо узнать из справочника при подготовке к лабораторной работе.
5. Аккуратно снимите с колбы шланг и откройте кран колбы. Затем положите колбу на весы и запишите показание весов m1.
6. Аккуратно присоедините к колбе шланг.
7. Включите компрессор кнопкой «ПУСК» и примерно 1 – 2 секунды не отпускайте эту кнопку. Когда стрелка вакуумметра передвинется на 2-4 малых деления, отпустите кнопку «ПУСК», подождите примерно 5 секунд и закройте кран колбы.
8. Запишите в таблицу 1 показание вакуумметра р2. При записи показаний знак «минус» не учитывайте.
|
|
|
9. Аккуратно снимите с колбы шланг, кран при этом должен быть закрытым. Затем запишите в таблицу 1 показание весов m2.
10. Повторите пункты 7 – 9 ещё 6 раз.
11. Выключить установку тумблером «СЕТЬ».
12. По формуле (6) рассчитайте универсальную газовую постоянную R . При этом следует учесть, что V = 10-3м3 – объем колбы, а р1 = 1. 105 Па.
13. Данные измерений и вычислений записать в таблицу.
14. Определите среднее значение 
.
15. По среднему значению определить для каждого опыта абсолютную погрешность ΔR , а затем и ее среднее значение 
.
16. Результат записать в виде:
.
Таблица 1
Таблица измерений и вычислений.
| № опыта | р2, бар | m2, кг | R | 
| ΔR | 
|
| 1 | ||||||
| … | ||||||
| 7 |
Контрольные вопросы
1. В чём сущность и различие термодинамического и статистического методов исследования физических явлений?
2. Какой смысл вкладывается в понятие "термодинамическое состояние тела"? Какие параметры состояния вы знаете?
3. Какой газ называется идеальным?
4. Какие параметры характеризуют состояние идеального газа? Дать их физический смысл и единицы измерения.
|
|
|
5. Каков физический смысл универсальной газовой постоянной? В каких единицах она измеряется?
6. Выведите уравнение Менделеева - Клапейрона.
7. Что такое моль? Что такое число Авогадро?
8. Что такое относительная молекулярная масса?
9. Какие приборы служат для измерения давления жидкостей и газов? Чем отличается вакуумметр от манометра?
[1] 1 бар = 105 Па.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 280; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!