 |
|
Лабораторна робота №4
Вивчення ізотермічного процесу
Мета: перевірити дослідним шляхом закон Бойля – Маріотта.
Обладнання: установка для перевірки газових законів
Теоретичні відомості
Закон Бойля – Маріотта встановлює співвідношення між тиском і об’ємом даної маси газу за сталої температури:
= 
або p 1V1 = p 2V 2
У тому, що ці співвідношення справджуються, можна переконатися за допомогою приладу, зображеного на мал. 5.16.
Герметична гофрована посудина змінного об’єму (сильфон) сполучена гумовим шлангом із манометром М, що реєструє надлишковий над атмосферним p0 тиск pм усередині посудини. Повітря перебуватиме у сильфоні під тиском:
p = (p 0 + p м),
де p 0 – атмосферний тиск, p м – надлишковий тиск.
Якщо обертати гвинт Г, то об’єм посудини змінюватиметься. Його визначають за допомогою лінійки Л, одна поділка якої відповідає одному оберту гвинта (27 см 3 ). Температура газу в посудині (повітря) дорівнює температурі у приміщенні фізичного кабінету і реєструється термометром. Вимірявши тиск і об’єм газу в початковому стані і після зміни його об’єму за сталої температури, можна перевірити співвідношення (5.11).
У межах точності, що забезпечується експериментальною установкою, закон Бойля – Маріотта справджується. Лише за тиску у тисячі атмосфер відхилення результатів експерименту від тих, які відповідають закону Бойля – Маріотта, стають істотними. Гази з великою густиною навіть наближено не можна вважати ідеальними.
Хід роботи
1. За допомогою гвинта Г забезпечте максимальний об’єм сильфона V1 = 800 см 3.
2. Виміряйте за допомогою барометра, коли кран манометра відкритий, атмосферний тиск і обчисліть у паскалях значення тиску p1.
3. Зробивши кілька обертів гвинта, зменште об’єм сильфона, у якому перебуває повітря, коли кран манометра закритий, до значення V2. = V1 – n V0, де n – кількість обертів гвинта Г установки, V0 = 27 см3 – зміна об’єму сильфона, що відповідає одному обертові.
4. За допомогою манометра знайдіть значення надлишкового тиску p м і розрахуйте у паскалях тиск p 2.
5. Результати вимірювань занесіть до таблиці у одиницях СІ.
| № досл. | p o, 105 Па | p м, 105 Па | p= p o + p м, 105 Па | V, 10 – 6 м3 | pV, Па*м3 |
| 1. | |||||
| 2. | |||||
| 3. |
6. Повторіть дослід для іншої кількості обертів гвинта.
7. Можливі вимірювання і за інших температур у результаті занурення сильфона у гарячу воду.
8. Обчисліть абсолютну і відносну похибки вимірювань. Запишіть здобуті результати з урахуванням похибки вимірювання.
9. Порівняйте здобуті результати і зробіть висновок.