Здавалка
Главная | Обратная связь

Порядок выполнения работы

Лабораторная работа № 10 (ЛКТ-10)

Газовые законы

Цель работы — определение универсальной газовой постоянной, изучение и применение изотермического процесса.

Оборудование: лабораторный комплекс ЛКТ‑10, имеющий плиту-осно­вание с манометром и держателями для баллонов, пластиковые баллоны, тройник с шлангами и зажимами, грушу-помпу, весы.

Задание 1. Определение универсальной газовой постоянной

 

Порядок выполнения работы

 

1. Определить на весах массу m баллона со шлангом и зажимом объёмом V (» 2 л), внутри которого находится воздух при атмосферном давлении P1.

2. Подключить баллон с помощью тройника к манометру и к груше-помпе. Накачать в баллон воздух до давления Р2 (200–300 мм рт. ст.) и закрыть зажим на шланге. (Учтите, что манометр показывает превышение давления в баллоне над атмосферным DР = Р2 – Р1.) Определить на весах новую массу баллона m2.

3. Из уравнения состояния идеального газа

PV = (m/M)RT, (1)

где М = 0,029 кг/моль – молярная масса воздуха, найти R:

R = MV DP / (T(m2 – m1)). (2)

4. Экспериментальные результаты записать в таблицу:

 

ΔР, мм Нg (Па) m1, г (кг) m2, г (кг) Т, °С (К) V, л (м3) R, Дж / (моль∙К)
             

 

Задание 2. Изучение и применение изотермического процесса.

Проверка закона Бойля-Мариотта

 

Измеряя давление при изотермическом перетекании газа из сосуда с известным объемом в сосуд с неизвестным объемом, можно определить неизвестный объем. Если сосуд заполнен сыпучим материалом (зерно, грунт и др.), опыт позволяет измерить объем пустот между частицами материала и определить «чистый» объем материала.

Если сосуд объемом V1, в котором находится газ под давлением P1, соединить с сосудом объемом V2 с газом под давлением Р2, то при одинаковой и постоянной температуре сосудов, установившееся в них давление Р равно

Р = (P1 V1 + P2 V2) / (V1 + V2), (3)

Это соотношение верно как для полного давления, так и для измеряемого в опыте превышения давления над атмосферным.

Порядок выполнения работы

Подключите помпу через шланг с зажимом к тройнику, соединенному с манометром и с баллоном объема V1 (» 2 л). Накачайте в баллон воздух до давления 200–300 мм рт. ст. Затяните зажим и отсоедините помпу. Вместо помпы присоедините баллон объемом V2 (» 1 л), в котором находится воздух при атмосферном давлении Р2 и комнатной температуре. Баллоны должны быть установлены в держатели на плите-основании. Для того, чтобы температура в баллонах равнялась комнатной температуре, старайтесь долго не держать баллоны в руках и берите их за горлышко. Подождите
1–2 минуты для установления комнат­ной температуры воздуха в баллонах (момент установления теплового равновесия можно наблюдать по манометру – давление перестанет изменяться). Зарегистрируйте давление P1 в баллоне V1. Откройте на шланге зажим, соединяющий пневмосистему с объемом V2. Опять подождите 1–2 минуты для установления комнатной температуры в баллонах и зарегистрируйте давление Р. Проверьте соотношение (3). Расчеты проводить в миллиметрах ртутного столба и литрах.

В качестве измеряемых величин используем превышения давлений над атмосферным давлением (Р ® DР, Р1 ® DР1, Р2 ® DР2 = 0). Эти превышения давлений непосредственно измеряет манометр.

Ртеор (или DРтеор) определяется согласно формуле (3).

 

V1, л   DP2, мм рт. ст.
V2, л   экспер, мм рт. ст.  
DP1, мм рт. ст.   теор, мм рт. ст. (формула (3))  




©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.