Riippumatta täydellisen kaasun paineen riippuvuus lämpötilassa. Tämän kaasun massan tilavuus vakiossa suhteessa absoluuttiseen lämpötilaan

Koska isobarisen prosessin P jatkuvasti, sen jälkeen, kun vähennys P-kaaulalle

V1 / T 1 \u003d V2 / T 2,

V 1 / v 2 \u003d T 1 / T 2.

Kaava on homo-loursakin lain matemaattinen ilmentyminen: kaasun vakiopaino ja vakiopaine, kaasun tilavuus on suoraan verrannollinen sen absoluuttiseen lämpötilaan.

Isoterminen prosessi

Prosessia, joka esiintyy vakiolämpötilassa, kutsutaan isotermiksi. Gazan isoterminen prosessi tutkittiin englantilaisella tiedemiehellä ja ranskalaisella tiedemiehellä E. Mariot. Painopistetty yhteys saadaan suoraan kaavasta vähentämällä T:

p 1 V 1 \u003d P 2 V2,

p 1 / P 2 \u003d V 1 / V2.

Kaava on matemaattinen ilmaisu laki keitä - Mariot: Kaasun vakiopaino ja vakiolämpötila kaasun paine on kääntäen verrannollinen sen tilavuuteen. Toisin sanoen näissä olosuhteissa kaasun tilavuuden tuote sopivaan paineeseen on pysyvän arvon arvo:

VS: n riippuvuuden Puviosta kaasun isoterminen prosessi on hyperbola ja kutsutaan isotermiiksi. Kuvio 3 esittää isoterms samaa kaasua, mutta eri T: n eri lämpötiloissa, joissa on isoterminen prosessi, kaasun tiheys vaihtelee suoraan suhteessa paineeseen:

ρ 1 / ρ 2 \u003d p 1 / p 2

Kaasun paineen riippuvuus lämpötilassa vakiona

Harkitse, kuinka kaasun paine lämpötilassa riippuu, kun sen massa ja tilavuus pysyy vakiona. Ota suljettu alus kaasu ja lämmitämme sen (kuvio 4). Kaasun T lämpötila määritetään lämpömittarilla ja painepainemittari M.

Aseta ensin alus sulavaan lumeen ja kaasunpaineeseen 0 0, jossa on P 0, ja sitten me vähitellen lämmittää ulompi astia ja kirjoitetaan kaasun P- ja T arvot.

On osoittautunut, että tällaisen kokemuksen perusteella rakennettu P- ja T-riippuvuuskaavio on suoran linjan ulkonäkö (kuvio 5).

Jos jatkat tätä aikataulua vasemmalle, se ylittää Abskissa-akselin kohdalla A, joka vastaa nollan kaasun paineita. Kuviossa 5 olevien kolmioiden samankaltaisuudesta ja voit kirjoittaa:

P 0 / OA \u003d ΔP / Δt,

l / OA \u003d ΔP / (p 0 Δt).

Jos määrität L / OA: n α jälkeen, niin saamme

α \u003d Δp // (p 0 Δt),

Δp \u003d α p 0 Δt.

Merkinnällä oikeassa suhteellisuussuhde α kuvatuissa kokeissa olisi ilmaistava riippuvuus kaasunpaineestaan \u200b\u200blajissaan.

Arvo γ, Kaasunpaineiden riippuvuus muuttuu sen suvun lämpötilan muutoksesta vakion tilavuudessa ja kaasun vakiopainoa kutsutaan lämpötilakerroin paineessa. Paineen lämpötilakerroin osoittaa, mikä osa kaasun paineesta, otettu 0 ° C: ssa, muuttuu kuumennettaessa 1 0 ° C: lla. Irrota lämpötilakerroin a in:

α \u003d l πa / (l πa * l 0 c) \u003d L 0 C -1

Tällöin OA-segmentin pituus saadaan 273 ° C: n kanssa, joten kaikissa tapauksissa lämpötila, jolla kaasunpaine muuttuu nollaan, sama on yhtä suuri kuin - 273 0 C ja lämpötilakerroin α \u003d 1 / OA \u003d (1/273) 0 S -1.

Kun ongelmia ratkaisee, yleensä käyttää likimääräistä arvoa α yhtä kuin a \u003d 1 / OA \u003d (1/273) 0 S -1. Kokeista α: n arvo määritettiin ensin Ranskan fyysikko J. Charl, joka vuonna 1787. Asensin seuraavan lain: Paineen lämpötilakerroin ei riipu kaasun suvusta ja on yhtä suuri kuin (1 / 273,15) 0 S -1. Huomaa, että tämä on totta vain pienen tiheyden kaasuille ja pienillä lämpötilan muutoksilla; Korkeissa paineissa tai alhaisissa lämpötiloissa α riippuu kaasusta. Tarkasti noudattaa lakia Charlesin vain täydellisen kaasun. Selvitämme, kuinka määrittää kaasun P paineen, mielivaltaisen lämpötilan T.

Korvaamalla nämä arvot Δp ja Δt kaavassa, saamme

p 1 -p 0 \u003d αp 0 t,

p 1 \u003d p 0 (1 + αt).

Koska ~ 273 0 s, kun ratkaista tehtäviä, kaavaa voidaan käyttää seuraavasti:

p 1 \u003d P 0

Yhdistetty kaasulaki koskee mihinkään isoprocessiaan ottaen huomioon, että yksi parametreista pysyy vakiona. ISOCHORIC-prosessin alla V: n tilavuus pysyy pysyvänä, kaaula sen jälkeen, kun V: n vähennys on lomake

Kaasujen fysikaaliset ominaisuudet ja kaasun tilan laki sijaitsevat kaasujen molekyyli-kineettisen teorian. Suurin osa kaasun tilan lakeista perustettiin täydelliselle kaasulla, joiden molekyylivoimat ovat nolla, ja molekyylien tilavuus itse on äärettömän pieni verrattuna kumolyylitilan tilavuuteen.

Todelliset kaasumolekyylit suoran liikkeen energian lisäksi on pyörimis- ja värähtelyjen energia. He käyttävät jonkin verran määrää, eli heillä on äärellisiä koot. Todellisten kaasujen lakit ovat jonkin verran erilaiset kuin ihanteelliset kaasut. Tämä poikkeama on suurempi, mitä suurempi kaasujen paine ja niiden lämpötilan alapuolella oleva paine otetaan huomioon korjauskerroin sopivissa yhtälöissä.

Kun kaasuja kuljetetaan korkeapaineputkistoihin, puristuvuuskerroin on erittäin tärkeä.

Kaasupaineissa kaasuverkoissa jopa 1 MPa, kaasun tilan laki täydelliselle kaasulla heijastavat maakaasun ominaisuuksia. Korkeammissa paineissa tai alhaisissa lämpötiloissa käytetään yhtälöitä, jotka ottavat huomioon molekyylien tilavuuden ja niiden välisen vuorovaikutusvoiman välillä, tai annetaan yhtälöille ihanteellisille kaasukorjauskertoimille - kaasunpuristuskertoimet.

Laki Boily - Mariotta.

Lukuisat kokeet havaitsivat, että jos otat tietyn määrän kaasua ja paljastat sen erilaisilla paineilla, tämän kaasun tilavuus muuttuu käänteisesti suhteessa painearvoon. Tämä paine ja kaasun tilavuuden välinen suhde vakiolämpötilassa ilmaistaan \u200b\u200bseuraavalla kaavalla:

p 1 / P 2 \u003d V2 / V1 tai V2 \u003d P 1 V 1 / P2,

missä p 1 ja V 1. - alkuperäinen absoluuttinen paine ja kaasun tilavuus; p 2. ja V. 2 - Paine ja kaasun tilavuus muuttumisen jälkeen.

Tästä kaavasta saat seuraavan matemaattisen lausekkeen:

V 2 p 2 \u003d v 1 p 1 \u003d const.

Toisin sanoen kaasun määrän tuote tämän tilavuuden vastaavan kaasun määrä on vakioarvo vakiolämpötilassa. Tällä lakilla on käytännön sovellus kaasulaitoksessa. Sen avulla voit määrittää kaasun tilavuuden muutoksen paineen ja kaasun paineessa, kun se muuttaa tilavuuttaan edellyttäen, että kaasun lämpötila pysyy vakiona. Suurempi vakiolämpötilassa kaasun tilavuus kasvaa, sitä vähemmän sen tiheys tulee.

Volyymin ja tiheyden välinen riippuvuus ilmaistaan \u200b\u200bkaavalla:

V 1./V 2 \u003d. ρ 2 /ρ 1 ,

missä V 1. ja V 2. - kaasun tilavuudet; ρ 1 ja ρ 2 - näiden volyymien vastaavat kaasutiheydet.

Jos kaasun tilavuuden suhde korvataan niiden tiheyden asenteella, niin saat:

ρ 2 / ρ 1 \u003d p2 / p 1 tai ρ 2 \u003d p 2 ρ 1 / p 1.

Voidaan päätellä, että samassa lämpötilan tiheyslämpötilassa paine on suoraan verrannollinen koskemaan paineita, joissa nämä kaasut sijaitsevat, eli kaasun tiheys (vakiolämpötilassa) on suurempi suurempi paine.

Esimerkki. Kaasun tilavuus paineessa 760 mm Hg. Taide. ja 0 ° C on 300 m 3. Mikä tilavuus ottaa tämän kaasun 1520 mm Hg: n paineeseen. Taide. Ja samassa lämpötilassa?

760 mm Rt. Taide. \u003d 101329 Pa \u003d 101,3 kPa;

1520 mm Rt. Taide. \u003d 202658 Pa \u003d 202,6 kPa.

Korvaa asetetut arvot V., p 1., p 2. Kaavassa me saamme, m 3:

V 2.= 101, 3-300/202,6 = 150.

Law Gay Loursak.

Vakio paine lämpötilan nousu, kaasujen määrä kasvaa ja kun lämpötila laskee, saman määrän kaasua vakiopaineessa ovat suoraan verrannollinen niiden absoluuttisiin lämpötiloihin. Matemaattisesti tämä riippuvuus kaasun tilavuuden ja lämpötilan välillä vakiopaineessa kirjoitetaan seuraavasti:

V 2 / V 1 \u003d T 2 / T 1

jossa v on kaasun tilavuus; T - Absoluuttinen lämpötila.

Kaavasta seuraa, että jos tietty määrä kaasua kuumennetaan vakiopaineessa, se muuttuu niin monta kertaa, kuinka monta kertaa sen absoluuttinen lämpötila muuttuu.

On todettu, että kun kaasua kuumennetaan 1 ° C: ssa vakiopaineessa, sen tilavuus kasvaa alkuperäisen tilavuuden 1 / 273.2 vakioarvoon. Tätä arvoa kutsutaan lämmön laajennuskerroin ja se on merkitty s. Tämän huomioon ottaen homo-loursak-laki voidaan muotoilla seuraavasti: Tämän kaasun massan tilavuus vakiopaineessa on lineaarinen lämpötilatoiminto:

V t \u003d V 0 (1 + βt tai v t \u003d V 0 T / 273.

Charlesin laki.

Vakiotilavuus kaasun muuttumattoman määrän absoluuttinen paine on suoraan verrannollinen sen absoluuttisiin lämpötiloihin. Charlesin laki ilmaistaan \u200b\u200bseuraavalla kaavalla:

p 2 / P 1 \u003d T 2 / T 1 tai P 2 \u003d P 1 T 2 / T 1

missä p 1. ja p 2. - absoluuttinen paine; T 1. ja T 2. - Absoluuttinen kaasun lämpötila.

Kaavasta voidaan päätellä, että vakion tilavuudella kaasun paine lämmityksen aikana kasvaa niin monta kertaa kuin sen absoluuttinen lämpötila kasvaa.

Merkitys: Perinteinen esitys aiheesta, jota täydennetään tietokoneen mallilla.

Aineen kolmesta aggregaattitilasta kaasumaista tila on yksinkertaisin. Molekyylien välillä, pienet ja tietyissä olosuhteissa toimivat voimat, ne voidaan laiminlyödä.

Kaasua kutsutaan täydellinen , jos:

Voidaan jättää huomiotta molekyylien mitat, ts. Voidaan pitää molekyylit materiaalipisteillä;

On mahdollista laiminlyödä molekyylien vuorovaikutus (molekyylien vuorovaikutuksen mahdollinen energia on paljon vähemmän kuin niiden kineettinen energia);

Molekyylien puhaltaa toisiaan ja astian seinien kanssa voidaan pitää ehdottoman elastisena.

Todelliset kaasut ovat lähellä ominaisuuksia ihanteellisena, kun:

Olosuhteet lähellä normaaleja olosuhteita (T \u003d 0 0 C, P \u003d 1,03 · 10 5 Pa);

Korkeissa lämpötiloissa.

Ihanteellisten kaasujen käyttäytymisen alaisia \u200b\u200blakeja avattiin kokeellisesti kauan sitten. Joten Boyl - Mariottan laki asennettiin 1700-luvulle. Antakaamme näiden lakien sanamuotoa.

Laki Boily - Mariotta. Anna kaasu olla olosuhteissa, kun sen lämpötilaa tuetaan vakiona (tällaisia \u200b\u200bolosuhteita kutsutaan isoterminen ). Tämän kaasun massan osalta tilavuuden paineen tuote on vakion suuruus:

Tätä kaavaa kutsutaan yhtälö isoterm. Kuviossa on esitetty graafisesti riippuvuus P eri lämpötiloista.

Kehon ominaisuus muuttaa painetta, kun vaihdat äänenvoimakkuutta puristuvuus. Jos äänenvoimakkuuden muutos tapahtuu T \u003d Constissä, puristettavuus on tunnusomaista isoterminen puristuskerroin joka määritellään suhteellisen muutoksen tilavuudessa, joka aiheuttaa paineen muutosta yksikköä kohden.

Täydellinen kaasu on helppo laskea sen arvo. Isotherm-yhtälöstä saamme:

Minus-merkki osoittaa, että äänenvoimakkuuden lisääminen paine vähenee. Siten ihanteellisen kaasun sulautuvuuden isoterminen kerroin on yhtä suuri kuin sen paineen käänteinen arvo. Paineen kasvulla se laskee, koska Mitä suurempi paine, vähemmän kaasumahdollisuudet lisää puristusta varten.

Laki Gay - Loursak. Anna kaasu olla olosuhteissa, kun sen paineita tuetaan (tällaisia \u200b\u200behtoja kutsutaan isobarinen ). Ne voidaan suorittaa, jos kaasua asetetaan sylinterille, joka on kiinni siirtämällä mäntä. Sitten kaasun lämpötilan muutos johtaa männän liikkumiseen ja muuttamalla äänenvoimakkuutta. Kaasun paine pysyy vakiona. Samanaikaisesti tämän kaasun massan osalta sen tilavuus on verrannollinen lämpötilaan:

jossa v 0 on tilavuus lämpötilassa T \u003d 0 0 C, - Äänenvoimakkuuskerroin Kaasut. Se voidaan edustaa samankaltaisessa muodossa kuin puristuvuuskerroin:

Kuviossa on esitetty graafisesti riippuvuus V eri paineista eri paineista.

Celsius-asteikon lämpötila absoluuttisiin lämpötiloihin, Gay - Lussa voidaan kirjoittaa lomakkeessa:

Charlesin laki. Jos kaasu on olosuhteissa, kun sen tilavuus pysyy pysyvästi ( isokori Olosuhteet), tämä kaasun massapaine on verrannollinen lämpötilaan:

jossa p 0 on paine lämpötilassa T \u003d 0 0 C, - painekerroin. Se osoittaa kaasun paineen suhteellisen nousun, kun sitä kuumennetaan 1 0:

Charles-laki voidaan kirjoittaa myös:

Avogadro Law: Yksi mooli minkä tahansa ihanteellisen kaasun samassa lämpötilassa ja paineessa on sama tilavuus. Normaaleissa olosuhteissa (T \u003d 0 0 C, P \u003d 1,03 · 10 5 Pa) Tämä tilavuus on M -3 / mol.

Erilaisten aineiden 1 moolin sisältämien hiukkasten lukumäärä, joita kutsutaan. pysyvä AvhipAdro :

Hiukkasten numero n 0 on helppo laskea 1 m 3 normaaleissa olosuhteissa:

Tätä numeroa kutsutaan horsemenien määrä.

Daltonin teko: Ihanteellisten kaasujen seoksen paine on yhtä suuri kuin siinä mukana olevien kaasujen osittaisten paineiden määrä, ts.

missä - osittainen paine - Paineet, joilla olisi seoksen komponentit, jos kukin niistä on yhtä suuri kuin seoksen tilavuus samassa lämpötilassa.

Klapairone - Mendeleev yhtälö. Täydellisen kaasun lakeista saat status yhtälö Sidonta T, P ja V ihanteellinen kaasu tasapainossa. Tämä yhtälö saatiin ensin Ranskan fyysikko ja insinööri B. Klapairon ja Venäjän tutkijat D.I. Mendeleev, niin kuluttaa nimensä.

Anna jonkin verran kaasun massan V 1, paine P1 ja on lämpötiloissa T 1. Sama kaasu toisessa tilassa on ominaista parametrit V2, p2, t 2 (katso kuva). Siirtyminen tilasta 1 tilaan 2 suoritetaan kahden prosessin muodossa: isoterminen (1 - 1 ") ja isochoric (1" - 2).

Näistä prosesseista voit tallentaa keitetään - Mariotta ja Gay - Loursak:

Lukuun ottamatta yhtälöitä P 1, saamme

Koska valtiot 1 ja 2 valittiin mielivaltaisesti, viimeinen yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Tätä yhtälöä kutsutaan klapairone yhtälö jossa B on vakio, vaihtelee eri massakaasuille.

Mendeleev yhdisti Klapairone-yhtälön Avogadron lain mukaan. Avogadro-lain mukaan 1 mol mitään ihanteellista kaasua, jolla on sama P ja T, ottaa saman äänenvoimakkuuden v m, joten pysyvä arvo on sama kaikille kaasuille. Tämä yhteinen vakio kaikille kaasuille merkitään r ja kutsutaan universal Gas Constant. Sitten

Tämä yhtälö on ihanteellisen kaasun tilan tasoitus jota kutsutaan myös nimeksi kLAPAIRONE - MENDELEEV yhtälö .

Universaalisen kaasun vakion numeerinen arvo voidaan määrittää korvaamalla P-, T: n ja V M: n arvot KLAPAIRONE-yhtälöön normaaleissa olosuhteissa:

KLAPAIRONE - MENDELEEV-yhtälö voidaan tallentaa minkä tahansa kaasun mihinkään. Tätä varten muistamme, että kaasun M: n tilavuus liittyy yhden rukouskannen V \u003d (m / m) v m, jossa m - molaarinen gazan massa. Sitten KLAPAIRONE - MENDELEEV yhtälö kaasumassa M tarkastelee:

missä on moolien määrä.

Usein täydellisen kaasun tilan yhtälö tallennetaan pysyvä Boltzmanna :

Tämän perusteella valtion yhtälö voi olla edustettuna

missä on molekyylien pitoisuus. Viimeisestä yhtälöstä voidaan nähdä, että ihanteellinen kaasu on suoraan verrannollinen sen lämpötilaan ja molekyylien pitoisuuteen.

Pieni esittely Täydellisen kaasun lait. Kun painat painiketta "Aloitetaan" Näet kommentit, jotka johtavat näytöllä (musta) ja kuvaus tietokoneen toiminnoista painamalla sinua "Edelleen" (Ruskea väri). Kun tietokone on "varattu" (ts. Kokemus on) Tämä painike ei ole aktiivinen. Siirry seuraavaan kehykseen, vain kokonaisvaltainen tulos nykyisessä kokemuksessa. (Jos käsityksesi ei ole samat kuin Mestarin kommentit, kirjoita!)

Voit varmistaa, että täydellinen kaasu olemassa olevilla

Johdanto

Ihanteellisen kaasun tila kuvataan täysin mitatuilla arvoilla: paine, lämpötila, tilavuus. Näiden kolmen arvon välinen suhde määräytyy pääkaasulain mukaan:

Työn tarkoitus

Tarkista Boyl Mariottan laki.

Ratkaistu tehtävät

Ilmanpaineiden mittaus ruiskussa vaihdettaessa tilavuutta ottaen huomioon, että kaasun lämpötila on vakio.

Kokeellinen asennus

Instrumentit ja tarvikkeet

Manometri

Manuaalinen tyhjiöpumppu

Tässä kokeessa Boyl - Mariottan laki vahvistetaan kuviossa 1 esitetyllä laitoksella. Ruiskun ilmatila määritetään seuraavasti:

kun p 0 ilmakehän paine, paine mitataan painemittarilla.

Työn suorittaminen

Asenna ruiskun mäntä 50 ml: iin.

Tiiviisti laittaa kädessä valmistetun tyhjiöpumpun liitosletkun vapaaseen päähän ruiskun ulostuloon.

Kun mäntä on tukenut, lisää tilavuutta 5 ml: n vaiheessa, kiinnitä koneen todistus mustalle mittakaavaan.

Männän alla olevan paineen määrittämiseksi on välttämätöntä vähentää monometrin todistusta, joka ilmaistaan \u200b\u200bPascalissa ilmakehän paineesta. Ilmakehän paine on noin 1 baari, joka vastaa 100 000 PA: ta.

Mittaustulosten käsittelemiseksi on otettava huomioon ilman saatavuus liitosletkussa. Tee tämä mittaa liitosletkun tilavuus, mittaa letkun pituus rulettia ja letkun paksuuden halkaisija, koska seinämän paksuus on 1,5 mm.

Rakenna kaavio mitatun ilman riippuvuudesta paineesta.

Laske tilavuuden riippuvuus paineesta vakiolämpötilassa Mariottikattilan lain mukaan ja rakentaa aikataulu.

Vertaa teoreettisia ja kokeellisia riippuvuuksia.

2133. Kaasun paineen riippuvuus lämpötilassa vakiomääränä (Charles Law)

Johdanto

Harkitse kaasun paineen riippuvuutta lämpötilassa tietyn kaasun massan vakion tilavuuden mukaan. Nämä tutkimukset tuottivat ensin vuonna 1787 Jacques Alexander Cesar Chalf (1746-1823). Kaasua kuumennettiin suuressa pullossa, joka on kytketty elohopeapainemittariin kapeana kaarevana putkena. Pullon volyymin merkityksetön lisääntyminen lämmitettäessä ja vähäisessä tilanteessa, kun elohopeaa siirretään kapealla painemittarilla. Siten kaasun tilavuutta voidaan pitää ennallaan. Lämmitetty vesi pulloa ympäröivässä astiassa mitattuna lämpömittarin kaasun lämpötila T.ja vastaava paine r- Manometrillä. Täyttö aluksen kanssa sulatusjäällä, paine määritettiin r noin ja sopiva lämpötila T. noin . Todettiin, että jos 0  paineella r noin , sitten kun lämmitetään 1 , paineen nousu on  r noin . Saman arvon arvot (tarkemmin lähes sama asia) kaikille kaasuille, nimittäin 1/273  C -1. PERFORCE lämpötilakerroin paine.

Charles-act avulla voit laskea kaasun paineen millä tahansa lämpötilassa, jos sen paine tunnetaan 0 ° C: n lämpötilassa. Anna kaasun massan paineen paineen 0 ° C: ssa CV: ssä p. o. ja paine saman kaasun lämpötiloissa t.p.. Lämpötila vaihtelee t.ja paine muuttuu  r noin t., sitten paine ryhtä:

Erittäin alhaisissa lämpötiloissa, kun kaasu lähestyy nesteyttämisen tilaa sekä erittäin pakattujen kaasujen osalta, Charlesin lakia ei voida soveltaa. Charlesin lakiin ja Gay-Loursakin lakiin sisältyvät i: n kertoimien sattumalta, ei sattumalta. Koska kaasut ovat alaisia \u200b\u200bBoyle - Mariottin laissa vakiolämpötilassa, jopa yhtä kuin toisilleen.

Korvaamme lämpötilakertoimen  arvon paineen lämpötilan riippuvuussuhteessa:

Suuruusluokka ( 273+ t.) On mahdollista tarkastella, kuinka lämpötila-arvo lasketaan uudelle lämpötila-asteikolla, jonka yksikkö on sama kuin Celsius-asteikko ja nolla, 273 ° C: n alapuolella oleva kohta nolla Celsius-asteikolla, eli jäällä Sulamispisteet. Tämän uuden asteikon nolla on nimeltään absoluuttinen nolla. Tätä uutta asteikkoa kutsutaan lämpötilan termodynaamiseksi mittakaavaksi, missä T. t.+273  .

Sitten jatkuvan volyymin Challan laki on oikeudenmukainen:

Työn tarkoitus

Tarkista Charles Law

Ratkaistu tehtävät

Kaasun paineen riippuvuuden määrittäminen lämpötilasta vakion tilavuudessa

Absoluuttisen lämpötilan asteikon määrittäminen ekstrapoloimalla kohti alhaisia \u200b\u200blämpötiloja

Turvallisuustekniikka

Huomio: Lasi käytetään toiminnassa.

Ole erittäin tarkka, kun työskentelet kaasun lämpömittarin kanssa; Lasiastia ja mittakuppi.

Ole erittäin tarkkaavainen, kun työskentelet kuumalla vedellä.

Kokeellinen asennus

Instrumentit ja tarvikkeet

Kaasun lämpömittari

Mobile Cassy Lab.

Termopari

Sähkölämmitys laatta

Lasinlasilasi

Lasiastia

Manuaalinen tyhjiöpumppu

Kun ilmapumppaus huoneenlämpötilassa manuaalisella pumpulla, ilmaan P0 +  paine luodaan, missä r 0 - Ulkoinen paine. Mercuryn pisara herättää myös paineen ilmapylväs:

Tässä kokeessa tämä laki vahvistetaan kaasun lämpömittarilla. Lämpömittari sijoitetaan veteen, jonka lämpötila on noin 90 ° C ja tämä järjestelmä jäähdytetään vähitellen. Pumppaus ilman kaasun lämpömittaria käyttäen käsintehtyjä tyhjiöpumppua, ylläpitää vakioilman tilavuutta jäähdytyksen aikana.

Työn suorittaminen

Avaa kaasun lämpömittaripistoke, liitä manuaalinen tyhjiöpumppu lämpömittarille.

Käännä lämpömittari varovasti kuviossa 1 esitetyn mukaisesti. 2 ja pumppaa ulos ilman sitä pumpun avulla niin, että elohopeapisara on kohdassa A) (katso kuva 2).

Käännä lämpömittari yläkertaan A: ssa, käännä lämpömittari yläkerrassa ja laske haalistunut ilmankahva) pumppuun (katso kuva 2) Varoitus elohopean päälle, sitä ei ole jaettu useisiin pisaroihin.

Lämpövesi lasiliuoksessa laattoilla jopa 90 ° C.

Kaada kuumaa vettä lasialukselle.

Aseta kaasun lämpömittari alukseen, konsoliding se jalustalle.

Aseta termopari veteen, vähitellen tämä järjestelmä jäähdytetään. Ilman pumppaaminen kaasun lämpömittarista käyttäen manuaalista tyhjiön nanos, tukevat ilmapylvään vakion tilavuutta koko jäähdytysprosessin aikana.

Korjaa painemittari lukeminen  rja lämpötila T..

Rakentaa kaasun paineen riippuvuus p. 0 +p.+p. HG lämpötilassa noin S.

Jatka aikataulua risteyksessä Abscissan akselin kanssa. Määritä risteyslämpötila, selitä saadut tulokset.

Tangent kulmassa kaltevuuden kulmassa määritä lämpötilakerroin.

Laske paineen riippuvuus lämpötilasta vakion tilavuudesta liitulain mukaan ja rakentaa aikataulu. Vertaa teoreettisia ja kokeellisia riippuvuuksia.

Varmistamme, että kaasumolekyylit ovat todella kaukana toisistaan, ja siksi kaasut ovat hyvin pakattuja. Aika ruisku ja asettavat sen männän noin sylinterin keskellä. Ruiskun reikä on kytketty putkeen, jonka toinen pää on tiukasti suljettu. Näin ollen jotkin ilman osan irrotetaan ruiskun sylinterissä männän alla ja putkessa. Sylinteri männän alla on tietty ilma. Nyt laitamme auton kuormituksen siirrettävään männän päälle. On helppoa nähdä, että mäntä putoaa hieman. Tämä tarkoittaa, että ilman tilavuus on vähentynyt toisin sanoen, kaasut pakataan helposti. Näin ollen kaasumolekyylien välillä on suuria aukkoja. Männän huoneen huone aiheuttaa kaasun tilavuuden vähenemisen. Toisaalta lastin asentamisen jälkeen mäntä, hieman pudottamalla, pysähtyy tasapainon uudessa asennossa. Se tarkoittaa, että ilmanpainevoima männässä Kasvaa ja varmuuskopioi jälleen männän lisääntynyt paino lastin kanssa. Ja koska männän alue pysyy samanaikaisesti muuttumattomana, tulemme tärkeään lopputulokseen.

Kaasun tilavuuden väheneminen sen paineen nousee.

Muistamme miten kaasun massa ja sen lämpötila kokemuksen aikana pysyivät ennallaan. On mahdollista selittää paineen riippuvuus tilavuudesta seuraavasti. Kaasun tilavuuden lisääminen sen molekyylien välinen etäisyys kasvaa. Jokaisessa molekyylissä on nyt käydä läpi suurempi etäisyys yhdestä puhaltaa aluksen seinästä toiseen. Molekyylien keskimääräinen nopeus pysyy muuttumattomana. Liittyvät, kaasumolekyylit ovat vähemmän todennäköisesti lyömällä astian seinämää, mikä johtaa kaasun paineen vähenemiseen. Ja päinvastoin, kaasun tilavuuden väheneminen sen molekyyli todennäköisemmin osui astian seinään ja kaasunpaine kasvaa. Kaasun tilavuuden väheneminen, sen molekyylien välinen etäisyys pienenee

Kaasun paineen riippuvuus lämpötilassa

Aiemmissa kokeissa kaasun lämpötila pysyi muuttumattomana, ja tutkimme paineen muutosta kaasun tilavuuden muutoksista. Tarkastele nyt tapausta, kun kaasun tilavuus pysyy vakiona ja kaasun lämpötilan muutokset. Massa on myös muuttumaton. Voit luoda tällaisia \u200b\u200behtoja asettamalla useita kaasuja sylinteriksi männän kanssa ja yhdistää mäntä

Tämän kaasun lämpötilan muuttaminen vakion tilavuudella

Mitä korkeampi lämpötila, mitä nopeammin kaasumolekyylit liikkuvat.

Siksi

Ensinnäkin aluksen seinän molekyylejä esiintyy useammin;

Toiseksi kunkin molekyylin keskimääräinen vaikutusvoima on suurempi. Tämä johtaa meidät toiseen tärkeään lopputulokseen. Kun kaasun lämpötila kasvaa, sen paine kasvaa. Muistamme, että tämä väite on totta, jos kaasun massa ja tilavuus lämpötilan muutoksen aikana pysyy muuttumattomana.

Kaasujen varastointi ja kuljetus.

Kaasun paineen riippuvuus tilavuudesta ja lämpötilasta käytetään usein tekniikassa ja jokapäiväisessä elämässä. Jos sinulla on oltava huomattava määrä kaasua paikasta toiseen tai kun kaasuja on pidettävä pitkään, ne asetetaan erityisiin kiinteisiin metallialuksiin. Nämä alukset kestävät korkeaa painetta, joten erikoispumppujen avulla voit ladata merkittäviä kaasimasseja, jotka normaaleissa olosuhteissa olisi satoja kertoja enemmän kuin suurempi tilavuus. Koska kaasujen paine sylintereissä jopa huoneenlämpötilassa on erittäin suuri, niitä ei tule kuumennetaan millään tavalla tai millään tavoin yrittää tehdä reikää myös käytön jälkeen.

Fysiikan kaasulakeja.

Todellisen maailman fysiikka laskelmissa vähennetään usein useisiin yksinkertaistettuihin malleihin. Käytettävimmät tällaiset lähestymistavat kaasujen käyttäytymisen kuvaamiseen. Kokeellisella tavalla vahvistetut säännöt vähenivät eri tutkijat fysiikan kaasulainsäädännössä ja palvelivat "isoprocessin" käsitteen ulkonäköä. Tämä on kokeilun kulku, jossa yksi parametri säilyttää vakion. Fysiikan kaasulainsäädäntö toimii kaasun pääparametreilla, tarkemmin, sen fyysinen tila. Lämpötila, joka on tilavuus ja paine. Kaikki prosessit, jotka viittaavat yhteen tai useampaan parametriin, kutsutaan termodynaamiseksi. Isostaattisen prosessin käsite vähennetään lausuntoon, joka minkä tahansa valtion muutoksen aikana yksi parametrista pysyy ennallaan. Tämä on ns. "Ihanteellinen kaasu" käyttäytyminen, joka on joitakin varauksia, voidaan soveltaa todelliseen aineeseen. Kuten edellä todettiin, todellisuudessa kaikki on jonkin verran monimutkaisempi. Suurella luotettavuudella kuitenkin kaasun käyttäytyminen vakiolämpötilassa on ominaista Mariott Lawin laki, joka sanoo:

Kaasun paineen tuote on pysyvä arvo. Tätä lausuntoa pidetään oikein siinä tapauksessa, kun lämpötila ei muutu.

Tätä prosessia kutsutaan "isotermiksi". Tässä tapauksessa kaksi tutkittuja kolmesta parametrista muuttuvat. Fyysisesti kaikki näyttää yksinkertaiselta. Purista täytetty pallo. Lämpötilaa voidaan pitää ennallaan. Ja tämän seurauksena paine kasvaa painetta, kun tilavuus vähenee. Kahden parametrin työn suuruus pysyy ennallaan. Tietäen ainakin yhden heistä alkuarvon, voit helposti selvittää toisen indikaattorin. Toinen sääntö luettelossa "kaasu laki fysiikka" on kaasun tilavuuden muutos ja sen lämpötila samassa paineessa. Tätä kutsutaan "isobarisen prosessiksi" ja kuvataan Gay Lusakan laki. Kaasun tilavuuden ja lämpötilan suhde on poikkeuksetta. Tämä pätee tämän aineen massan jatkuvasta painearvosta. Fyysisesti kaikki on yksinkertaista. Jos ainakin kun he latautuivat kaasun sytyttimeen tai käyttäneet hiilidioksidin sammuttimia, he näkivät tämän lain mukaisen toiminnan "neitsyt". Säiliöstä tai sammuttimesta tuleva kaasu laajenee nopeasti. Sen lämpötila laskee jyrkästi. Voit tuhota käsien ihon. Palosammuttimen tapauksessa muodostuu koko hiilidioksidilmi, kun kaasu pienen lämpötilan vaikutuksen alaisena muuttuu nopeasti kaasumaisen kiinteänä tilaan. Gay-Lusakan lain ansiosta voit helposti selvittää kaasun lämpötilan, tietäen sen äänenvoimakkuuden milloin tahansa. Fysiikan kaasuoikeus kuvaavat ja käyttäytyminen johdonmukaisen tilavuuden edellytyksen mukaisesti. Tätä prosessia kutsutaan isoomaaliksi ja kuvataan Charlesin laki, joka sanoo: Johdonmukaisella tilavuudella on käytössä, paine-lämpötila säilyy muuttumattomana milloin tahansa.Todellisuudessa kaikki tietävät, että sääntö: on mahdotonta lämmittää roiskeita ilmavihreistä ja muista painetta sisältävistä aluksista. Tapaus päättyy räjähdyteen. Se on juuri sitä, mitä Charles Act kuvaa. Lämpötila kasvaa. Samanaikaisesti paine kasvaa, koska tilavuus ei muutu. Tällä hetkellä on sylinterin tuhoaminen, kun indikaattorit ylittävät sallitun. Joten, tietäen tilavuuden ja yksi parametreista, voit helposti asettaa toisen arvon. Vaikka fysiikan kaasulainsäädäntö kuvaa tietyn ihanteellisen mallin käyttäytymistä, niitä voidaan helposti soveltaa ennustamaan kaasun käyttäytymistä todellisissa järjestelmissä. Erityisesti jokapäiväisessä elämässä esineet voivat helposti selittää, kuinka jääkaappi toimii, miksi kylmä suihku on lentää uloskäynnin ruiskutuksesta, koska kamera tai pallo puhkesi, miten ruisku toimii ja niin edelleen.

MTT: n perusteet.

Molekyylinen kineettinen teoria- Selitysmenetelmä lämpö ilmiöJoka sitoo lämpöilmiöiden virtausta ja prosesseja aineen sisäisen rakenteen erityispiirteisiin ja tutkii lämpöliikkeen aiheuttamia syitä. Tämä teoria tunnistettiin vain XX-luvulla, vaikka se tulee muinaisesta kreikkalaisesta atomien opetuksesta aineen rakenteesta.

Selittää lämpöilmiöt aineen mikropartikkelien liikkumisen ja vuorovaikutuksen erityispiirteisiin

Perustuu klassisen mekaniikan laille I. Newton, joka mahdollistaa mikropartikkeleiden yhtälöstä. Kuitenkin niiden valtavien määrien (1 cm: n 3 sisällön osalta on noin 10 23 molekyyliä), on mahdotonta joka toinen sekunnin välein klassisen mekaniikan lakien avulla kuvaamaan ainutlaatuisesti kunkin molekyylin tai atomin liikkumista. Siksi matemaattisten tilastomenetelmiä käytetään nykyaikaisen lämmön teorian rakentamiseen, joka selittää lämpöilmiöiden virtauksen merkittävän määrän mikropartikkeleiden käyttäytymismallien perusteella.

Molekyyli-kineettinen teoria Rakennettu laajamittaisten molekyylien yleisten yhtälöiden perustana.

Molekyyli-kineettinen teoria Selittää lämpöilmiöt ajatusten näkökulmasta aineen sisäisestä rakenteesta, toisin sanoen se osoittautuu luonteensa. Tämä on syvempi, vaikkakin monimutkaisempi teoria, joka selittää lämpöilmiöiden olemuksen ja aiheuttaa termodynamiikan lait.

Molemmat nykyiset lähestymistavat - termodynaaminen lähestymistapa ja molekyyli-kineettinen teoria - tieteellisesti osoittautunut ja toisiaan täydentää toisiaan, eivätkä ne ole ristiriidassa toistensa kanssa. Tältä osin lämpöilmiöiden ja prosessien tutkimus otetaan yleensä huomioon asemasta tai molekyylifysistä tai termodynamiikasta riippuen siitä, miten materiaali on helpompaa.

Termodynaamiset ja molekyyli-kineettiset lähestymistavat täydentävät keskenään toisiaan selittäessään lämpö ilmiöt ja prosessit.