11

Лабораторна робота №4

Тема: Підтвердження закону Бойля - Марютта

Мета: Дослідити, як змінюється об'єм певної маси газу (при сталій температурі) із зміною

тиску, і встановити співвідношення між ними.

Обладнання: скляний циліндр з водою; скляна трубка, закрита з одного кінця; мірна

лінійка з міліметровими поділками, барометр; штатив універсальний.

Теоретичні відомості.

Закон Бойля-Маріотта можна порівняно просто

перевірити за допомогою нескладного обладнання. Якщо

в циліндр з водою 1 опустити відкритим кінцем вниз

трубку 2 (рис. 1), повітря в ній буде піл тиском, який

дорівнює атмосферному плюс гідростатичний тиск

стовпчика води висотою h. (Для спрощення розрахунків

атмосферний тиск і тиск стовпчика води доцільно

вимірювати в мм рт. ст.). Густина води в 13,6 рази менша

за густину ртуті, тому стовпчик води висотою h мм

створює такий самий тиск, як стовпчик ртуті висотою

6

,

13

h

.

Повітря з трубці буде під тиском

6

,

13

h

H

p

.

Рисунок 1 де Н - атмосферний тиск, виражений в міліметрах

ртутного стовпчика, h - різниця рівнів води, виміряна в міліметрах, у циліндрі та в трубці.

Об'єм повітря в трубці

V=Sl

де l - довжина стовпчика повітря, S - площа його поперечного перерізу.

Оскільки площа поперечного перерізу трубки (а значить і повітряного стовпчика)

стала, числове значення можна прийняти за значення V в умовних одиницях Із зміною

глибини занурення змінюється об'єм та тиск повітря в ній. Дослідіть залежність між цими

величинами.

Хід роботи

1. Виміряйте барометром атмосферний тиск н (у мм рт. Ст.). (Під таким тиском

перебуває повітря в трубці до її занурення у воду).

2. Опустіть у воду трубку відкритим кінцем вниз на максимальну глибину.

Виміряйте довжину стовпчика повітря в трубці l і різницю рівнів води в ній та циліндрі h.

3. Повторіть вимірювання l і h для двох менших глибин занурення трубки.

4. Обчисліть добутки

6

,

13

h

H l для трьох дослідів, порівняйте їх; зробіть

5. Обчисліть абсолютну dс та відносну — похибки Оки вимірювань.

6. Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю.

7. Накресліть наближені ізотерми для різних станів газу, одержаних у досліді.

12

8. За результатами досліджень зробіть висновок.

№

досліду

Н, мм.рт.ст. h l(V)

6

,

13

h

H

p

,

мм.рт.ст.

C

h

H



l

)

6

,

13

(

∆C e

1.

2.

3.

Контрольні запитання.

1. Чому під час досліду не слід тримати трубку рукою?

2. Від чого залежить стала с в законі Бойля-Маріотга?

3. Чи має істотне значення для досліду площа поперечного перерізу трубки?

4. Запишіть формулу Клапейрона-Менделєєва.

13

Лабораторна робота №5

Тема: Вимірювання відносної вологості повітря.

Мета: Навчитися вимірювати відносну вологість, використовуючи гігрометр і

психрометр; виміряти абсолютну й відносну вологість. Обладнання:

Психрометр побутовий; гігрометр металевий; гігрометр волосяний; спирт у

склянці з корком; термометр лабораторний від 0 до 100 °С; лійка; таблиця

психрометрична; таблиця залежності тиску насиченої водяної пари від

температури.

Теоретичні відомості.

Відносна вологість повітря j визначається відношенням парціального тиску р

водяної пари, яка є в повітрі за певної температури, до тиску р

0

насиченої пари тієї самої

температури і виражаються у відсотках:

%;

100

0





p

p



Відносну вологість вимірюють декількома способами. У цій роботі її вимірюють за

допомогою психрометра, конденсаційного і волосяного гігрометрів.

I. Психрометром (рис. 1) - за різницею температур термометрів, резервуар

одного з яких обмотано смужкою тканини, опущеної у воду (правий), а іншого

залишається сухим (лівий) та спеціальною таблицею.

II. Конденсаційним гігрометром (рис. 2) - за точкою роси, тобто температурою,

за якої водяна пара, що є в повітрі, стає насиченою, і за таблицею залежності тиску

насиченої водяної пари від температури. Температуру в камері гігрометра знижують

продуванням повітря крізь спирт, внаслідок чого він інтенсивно випаровується.

Щоб легше було помітити появу роси на поверхні охолоджувальної камери і, її

оточують металевим кільцем 2 з тепло ізолюючою прокладкою. Появу роси

спостерігають, порівнюючи поверхню охолодженої камери з блискучою поверхнею

кільця, яка під час досліду не змінюється.

III. Волосяним гігрометром (рис. 3) безпосередньо вимірюють відносну

вологість повітря у відсотках.

Волосяний гігрометр встановлюють і перевіряють на основі визначення відносної

вологості повітря за допомогою психрометра. Стрілку гігрометра на відповідну поділку

шкали встановлюють за допомогою регулювального гвинта 1.

Рисунок 1. Рисунок 2. Рисунок 3.

Завдання 1.