Контрольные вопросы

1. Какой газ можно считать идеальным?

2. Запишите уравнение Менделеева-Клапейрона. Какой физический смысл входящих в него величин?

3. Дать определение моля.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА

МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА

Цель работы: определить длину свободного пробега и эффективный диаметр молекул воздуха.

Приборы и принадлежности: установка, секундомер, термометр, барометр, стакан.

Описание установки и краткая теория.

Для нахождения средней длины свободного пробега молекул газа  используют формулу, выражающую зависимость коэффициента внутреннего трения (вязкости)  от  и :

(1)

где  - плотность газа, – средняя арифметическая скорость молекул газа. Подставляя в формулу (1) значение  (из уравнения Менделеева-Клапейрона) и , получим:

(2)

В данной работе используется зависимость объема газа, протекающего за время  через трубку, от параметров трубки l, r (рис. 1), через которую проходит газ, и разности давлений , возникающей на концах этой трубки. Эта зависимость выражается формулой Пуазейля:

(3)

где V – объем газа, в данном случае воздуха, проходящего через трубку С, длины l и радиуса r за время ; - разность давлений на концах трубки С. Из формул (2) и (3) средняя длина свободного пробега молекул воздуха равна: (4)

Измерения и вычисления

1. Открывают кран В и, дождавшись, когда вода начнет вытекать из баллона каплями, отмечают уровень воды, подставляют мерный стаканчик и замеряют время, за которое в стаканчик вытечет 50-80 смводы. Отмечают новый уровень. Объем воды, вытекшей из баллона в стаканчик, равен объему воздуха, вошедшего в баллон А через трубку С.

2. По формуле (4) подсчитывают среднюю длину свободного пробега молекул воздуха. Разность давлений вычисляют по формуле: , где-

плотность воды (считать равной ). и- уровни ее в баллоне А. Формулу (4) лучше записать в виде:

, (5)

где (для данного опыта). Опыт повторить три раза.

3. По формуле длины свободного пробега подсчитывают эффективный диаметр молекулы воздуха, предварительно заменяя в формулевыражением. (6)

После замены окончательно получим формулу для эффективного диаметра молекулы: (7)

где - число Лошмидта,и- давление и температура при нормальных условиях,- средняя величина из трех значений, вычисленных по формуле (5),Р и Т - давление и температура, при которых протекает опыт, берут из показаний барометра и термометра, находящихся в лаборатории. Параметры капилляра указаны на установке.

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу. Проводят расчет погрешности величины.

Таблица . Результаты измерений.

№					V	
1. 2. 3.