Главная | Обратная связь

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

Если некоторую массу воздуха в изохорных условиях (V=const) нагреть от 0^o С до температуры t, то давление P при температуре t связано с P₀ – давлением при температуре 0⁰С соотношением:

P=P₀(1+a_pt) (1).

Откуда:

(2).

Это соотношение позволяет найти величину a_p по измеренным Р, Р_о, t. Экспериментальное определение термического коэффициента давления воздуха производится с помощью прибора, называемого газовым термометром. Он схематически изображен на Рис.1.

Вначале вентили В₁ и В₂ открыты, груша Г снята с патрубка. Затем вентиль В₁ закрывают, колбу А помещают в сосуд Б с тающим льдом, температура которого 0^оС. При охлаждении газа давление его падает и вода в правом колене манометра М₁, поднимается, а в левом – опускается. Отметьте положение уровней воды в манометре, и их разность h₁ занесите в таблицу 1. Заметим, что давление в колбе в этот момент

P₀ = P_атм – h₁ (3).

Затем выньте колбу изо льда, тщательно оботрите ее от воды и дайте ей прогреться на воздухе до комнатной температуры t. Давление в колбе при этом возрастет до атмосферного и вода в коленах манометра установится на одном уровне. Дождитесь момента, когда уровни воды в манометре перестанут изменяться. Затем наденьте на патрубок грушу Г и, осторожно нажимая на неё, добейтесь того же положения уровней жидкости в манометре М₁, которые были в том случае, когда колба была помещена в лед. Перекройте вентиль В₂ и по шкале определите h₂ – разность уровней воды во втором манометре М₂. Поскольку второе колено манометра М₂ сообщается с атмосферой, то грушей создано давление P_атм+h₂. С другой стороны, это же давление равно P+h₁, где P - давление в колбе в этот же момент. Таким образом,

P+h₁=P_атм+h₂,

откуда:

P=P_атм+h₂–h₁

В этом равенстве давления Р_о, Р и Р_атм имеют размерность мм водяного столба. Тогда из (2) и (3) найдем:

(4).

Следует иметь в виду, что a_p определенная по (4) будет иметь погрешность, главная причина которой состоит в том, что в местах соединения стеклянных и резиновых трубок часто возникают утечки воздуха. Это приводит к уменьшению h₁, т.к. в колбу натекает лишний воздух при ее охлаждении. Точно также утечки приводят к уменьшению h₂, т.к. при сжатии воздуха часть его уходит из колбы. Как видно из (4) это приводит к уменьшению a_p. Поэтому главное, на что следует обратить внимание, это на хорошую герметизацию всех соединений.