Опыт№2.3 Изменение давления от высоты.
Цель работы: удостовериться, что давление газа от высоты зависимо от распределения Больцмана.
Оборудование:
Стеклянная трубка. Изначально находится в горизонтальном положении.
Газовая трубка, через которую, под небольшим давлением, подается метан.
Отверстия на концах стеклянной трубки, через них выходит подаваемый газ.
Рис.21. Демонстрация опыта
Ход работы
Включим подачу метана в трубку.
Подожжем газ, выходящий из отверстий на концах стеклянно трубки.
Если трубку наклонить, то, как мы видим, высота изменяется, нижний язык уменьшается, а верхний увеличивается. Наклоним трубку в другую сторону. Это явление происходит из-за того, что давление воздуха и метана имеющие разные молекулярные веса по-разному меняется с высотой в соответствии с распределением Больцмана.
Рис.22. Демонстрация опыта
Вывод: давление газа вблизи поверхности Земли меняется по закону p=p0∙e-mgh/KT где m - масса молекулы газа, g - ускорение свободного падения, h - высота над поверхностью Земли. Таким образом, если трубка не наклонена, ее концы находятся на высоте h, газ выходил под давлением ∆p, то после того, как наклонили трубку, ее концы находятся на высотах: нижний конец h -∆h верхний h+∆h, и возникает разность давлений ∆p, которая определяет высоту выходящего языка пламени, ∆р2 наверху трубки становится больше, чем в нижней части трубки ∆р1. Если наклонить трубку достаточно сильно, то газ внизу может погаснуть.
Тесты к лекции №2.
Тест 2.1. Как называется газ, между молекулами которого существуют заметные силы межмолекулярного взаимодействия?
Идеальный газ
Реальный газ
Простой газ
Нет правильного ответа
Тест 2.2. Какая из формул выражает уравнение Менделеева-Клапейрона?
PV = mBT
Тест 2.3. При каком процессе возможно осуществить обратный переход через те же промежуточные состояния так, чтобы не осталось никаких изменений в окружающих телах?
Обратимый
Круговой
Необратимый
Политропный
Тест 2.4. Какая из формул выражает общий закон Больцмана?
mg(h – h0) = ΔE
dp=—gdh
Тест 2.5. Что называется совокупностью нескольких однородных газов, которые при рассматриваемых условиях не вступают друг с другом в химические реакции?
Уравнение состояния газа
Идеальный газ
Смесь газов
Реальный газ
Вопросы к разделу 2 «Идеальные газы»
На какие два основных вида делятся газы?
Какой газ называют идеальным газом?
Какой газ называют реальным газом?
Перечислите оборудование для опыта 2.1 «Модель газа».
Что называется термодинамической системой?
Назовите типы термодинамических систем.
Чем определяется состояние системы?
Перечислите состояния системы.
Дайте определение стационарному состоянию.
Дайте определение нестационарному состоянию.
Какое состояние называется равновесным?
Какое состояние называется неравновесным?
Что называется временем релаксации?
Что называется термодинамическим циклом?
Какой процесс называется равновесным?
Какой процесс называется обратимым?
Какой процесс называется необратимым?
Какой процесс называется круговым?
Какой процесс называется адиабатным?
Какой процесс называется политропным?
Какие процессы называются изопроцессами? Перечислите изопроцессы.
Изобразите диаграмму PV и запишите формулу для изотермического процесса.
Изобразите диаграмму PT и запишите формулу для изобарического процесса.
Изобразите диаграмму VT и запишите формулу для изохорического процесса.
Запишите формулу объединенного газового закона.
Перечислите оборудование для опыта 2.2 «Броуновское движение».
Сформулируйте вывод из опыта 2.2 «Броуновское движение».
Что называется уравнением состояния газа?
Запишите уравнение Менделеева-Клапейрона.
Каков физический смысл универсальной газовой постоянной R.
Что называется смесью газов?
Что называется парциальным давлением газа в смеси?
Сформулируйте и запишите формулу закона Дальтона.
Запишите формулу закона Амата.
Запишите уравнение Менделеева-Клапейрона для смеси идеальных газов.
Запишите барометрическую формулу.
Запишите формулу закона Больцмана.
Перечислите оборудование в опыте 2.3 «Изменение давления от высоты».