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 p_м 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.