Выполнение работы

1. Включите термостат А (рис.1). Кнопками управления температуры установите температуру 20ºС и подождите, пока реальная температура жидкости не станет такой же. Учтите, что в момент установления температуры датчик показывает температуру воды в термостате, а не температуру исследуемой жидкости. Для установления такой же температуры исследуемой жидкости (воды), находящейся в приборе 12 (см. рис. 1) необходимо подождать 2-3 минуты.

2. Измерьте уровень ртути в левом колене U-образного манометра с помощью микроскопа (Н₀, мм) и запишите полученный результат в соответствующую колонку табл.2. Разность уровней ртути в левом и правом коленах манометра при этой начальной температуре равна 19 мм.

Таблица 2

НАГРЕВАНИЕ					ОХЛАЖДЕНИЕ
Т, К	Н, мм	р, Па	1/Т, К-1	ln p	Т, К	Н, мм	р, Па	1/Т, К-1	ln p
293	Н0				330
294					329
295					328
296					327
297					…
298					295
…					294
330					293

3. Изменяя кнопками управления температуру термостатирования, измеряйте через каждый градус уровень ртути в левом колене манометра (Н_i) при увеличении температуры. Отсчет показаний микрометра производите только после установления температуры исследуемой жидкости такой же, как и температура жидкости в резервуаре термостата (необходимо подождать 2-3 мин после достижения температуры термостатирования). Результаты измерений запишите в таблицу 2.

Если температура воды в термостате при этом меняется очень быстро, то рекомендуется пустить воду через змеевик и при этом подобрать такое положение крана (который соединяет термостат с водопроводной водой), чтобы температура воды изменялась не быстрее, чем на 1° в течение 1–3 минут.

4. Произведите те же измерения, понижая температуру до 20ºС. При этом установите такой поток воды, чтобы охлаждение шло примерно тем же темпом, что и нагревание.

5. Давление р (в Па) при разных температурах Т_i найдите по формуле

p_i=(2 (Н₀ – Н_i) + 19)·133,3,

где Н₀ – показания ртутного манометра при 20ºС (в мм рт. ст.).

6. Постройте графики 1 (нагревание) и 2 (охлаждение) в координатах Т,p.

7. Найдите dp/dT=k графически как угловой коэффициент касательной к кривой p(Т). Значения p и T – координаты точки, к которой проведена касательная. Найдите значения не менее 3-х раз, проводя касательные на различных участках кривых. Из формулы (4) вычислите L. Оцените абсолютную (методом среднего квадратичного) и относительную ошибки измерений. Результаты занесите в таблицу 3.

Таблица 3

№ гра-фика	нагревание					№ гра-фика	охлаждение
1	№	k, Па/К	L, Дж/моль	ΔL, Дж/моль	ΔL/ L, %	2	№	k, Па/К	L, Дж/моль	ΔL, Дж/моль	ΔL/ L, %
	1						1
	2						2
	3						3
	Ср.						Ср.

8. Заполните столбцы 1/Т и ln р табл. 2.

9. Постройте графики 3 (нагревание) и 4 (охлаждение) в координатах 1/Т, ln p. Точки, полученные при нагревании и охлаждении жидкости, выделите разными цветами. Проведите наилучшие прямые через полученные точки для нагревания и охлаждения. Из формулы (4) вычислите L, находя k=d(lnp)/d(1/T) графически как угловой коэффициент полученных прямых. Оцените графически ошибку измерения k. Вывести формулу погрешности при измерениях L, исходя из второй части формулы (4). Рассчитать погрешности и . Результаты занесите в таблицу 4.

Находятся ли результаты, полученные из разных графиков, в согласии друг с другом? Какой из графиков позволяет найти L с лучшей точностью?

Таблица 4

№ гра-фика	нагревание					№ гра-фика	охлаждение
3	k, К	L, Дж/моль	ΔL, Дж/моль	ΔL/ L, %	4		k, К	L, Дж/моль	ΔL, Дж/моль	ΔL/ L, %

10. Осреднив результаты всех измерений, запишите окончательный результат в виде . Погрешность результата оценить как среднее квадратичное из всех значений. Сделайте выводы по работе.