Контрольные вопросы

1. Какие физические величины характеризуют процесс кипения? В каких единицах они измеряются?

2. При каких условиях формула (2) будет правильной?

3. Почему для кипения необходимо подводить теплоту, а при обратном процессе конденсации она выделяется, а не наоборот? Объясните это, используя представления о молекулярном строении вещества.

4. Попытайтесь объяснить, почему в процессе кипения (конденсации) температура остается постоянной?

5. Какое состояние вещества (кристаллическое, жидкое, или газообразное) является наиболее упорядоченным, а какое наименее упорядоченным?

6. Можете ли Вы заметить закономерную связь между ответами на вопросы 3 и 5?

Лабораторная работа № 5

Изотермическая накачка газа

Цель работы: на основе уравнения состояния идеальных газов изучить закономерности изменения давления газовой смеси в зависимости от количества вещества и состава смеси, при заданном начальном объеме и температуре.

Теория

Состояние идеального газа описывается уравнением Менделеева - Клапейрона:

, (1)

где P - давление газа в Паскалях;

V - объем в м³;

Т - абсолютная температура в Кельвинах;

m - масса газа в кг;

М - молярная масса в кг/моль;

- число молей;

R = 8.31 - универсальная газовая постоянная.

Из этого уравнения видно, что давление идеального газа, при заданной температуре и объеме, определяется только количеством вещества в сосуде, и не зависит от состава смеси.

При нормальных условиях (P = 101.3 кПа, Т = 273 К) 1 моль идеального газа занимает объем 22.4 литра:

литра

Порядок выполнения работы

1. Очистите рабочий стол, нажав кнопку меню "Новый проект".

2. Из первого слева ящика стола достаньте пустой зеленый сосуд и расположите его на рабочем столе ближе к баллонам хранилища с газами. При правильной установке сосуда он соединится шлангом с насосом. Можно взять готовую установку из файла Lab5.

3. Щелкнув правой кнопкой мыши на пустом сосуде, откройте его окно параметров.

4. В поле для объема наберите начальный объем сосуда, равный 22.4 литра, а в поле для температуры 273 К.

5. Нажмите кнопки "ОК" и "Показать график".

6. Включите проектор для вывода графика давления газа в сосуде при заданной температуре.

7. Щелкнув правой кнопкой мыши на изображении названия газа на баллонах хранилища, выберите какой-нибудь газ для накачки.

8. Вращая ручку насоса с помощью мышки по часовой стрелке, накачайте один моль выбранного газа в рабочий сосуд.

9. Запишите полученное значение давления.

10. Выберите другой газ, и накачайте еще два моля нового газа.

11. Запишите новое давление смеси газа в сосуде.

12. Выберите третий газ, и накачайте еще два моля нового газа.

13. Запишите новое давление смеси газа в сосуде.

14. Откачивая по одному молю смеси из сосуда, записывайте соответствующее давление.

15. Постройте график зависимости давления от количества вещества.

16. Сделайте выводы из Ваших экспериментов.

Контрольные вопросы

1. При каких условиях газ можно считать идеальным?

2. Какое уравнение состояния описывает идеальный газ?

3. Почему давление газа в сосуде не зависит от состава смеси, а определяется только общим числом молей?

4. Какова зависимость давления смеси газов от количества вещества, при постоянных других параметрах?

Лабораторная работа № 6