Экспериментальная часть

№

Этап эксперимента

Схема ООД

1

Подготовка эксперимента при комнатной температуре

Измерить температуру воздуха в помещении и воды в колбе. При необходимости подогреть воду до комнатной температуры. Воду залить в бюретку (уровень жидкости в бюретке должен быть 10–15см). К одному колену подсоединить компрессор, на другом отметить уровень жидкости.

2

Определение удельного объема воздуха в бюретке при комнатной температуре

Измерить на одном из колен бюретки высоту столба воздуха под пробкой с помощью линейки. Вычислить объем, занимаемый воздухом по формуле , где - постоянная (ее расчет см. в пункте «обработка результатов измерений»)

3

Изотермическое сжатие воздуха при комнатной температуре

Включить компрессор и наблюдать процесс сжатия воздуха в противоположном колене. При необходимости загерметизировать систему.

Отметить произвольно высоту поднятия уровня воды (приблизительно 1-2 см) и засечь время, за которое вода достигнет этого уровня. Время зафиксировать в лабораторном журнале. Повторить опыт на первом режиме компрессора не менее 3-х раз.

Выполнить тот же опыт еще на двух режимах компрессора.

Провести расчеты согласно пункту «обработка результатов измерений»

4

Подготовка эксперимента при повышенной температуре

Подогретую до температуры 50-70 ⁰С воду залить в бюретку. Бюретку поместить в кристаллизатор, заполненный подогретой водой той же температуры, что и в бюретке. Дать выстаиться системе в течение 3-5 минут (для выравнивания температур воды и воздуха в бюретке). К одному колену подсоединить компрессор, на другом отметить уровень жидкости.

Температуру Т₁ данного опыта зафиксиро-вать в момент включения компрессора!

5

Определение удельного объема воздуха в бюретке при повышенной температуре

Измерить высоту столба воздуха под пробкой с помощью линейки. Вычислить объем, занимаемый воздухом по формуле , где - постоянная (ее расчет см. в пункте «обработка результатов измерений»)

6

Изотермическое сжатие воздуха при повышенной температуре

Опыт и расчеты провести аналогично пункту 3

7

Подготовка эксперимента при пониженной температуре

В кристаллизаторе приготовить смесь воды и льда (или снега) с температурой 5-10 ⁰С. Эту же воду залить в бюретку.

Дать выстаиться системе в течение 5-7 минут (для выравнивания температур воды и воздуха в бюретке). К одному колену подсоединить компрессор, на другом отметить уровень жидкости.

Температуру Т₂ данного опыта зафиксиро-вать в момент включения компрессора!

8

Определение удельного объема воздуха в бюретке при пониженной температуре

Измерить высоту столба воздуха под пробкой с помощью линейки. Вычислить объем, занимаемый воздухом по формуле , где - постоянная (ее расчет см. в пункте «обработка результатов измерений»)

9

Изотермическое сжатие воздуха при пониженной температуре

Опыт и расчеты провести аналогично пункту 3

10

Построение изотерм сжатия воздуха в системе координат P_а-v.

По полученным экспериментальным данным построить изотермы для трех температур (комнатной, Т₁ и Т₂).

Построения выполнить на миллиметровой бумаге в одной системе координат. Проанализировать расположение изотерм сжатия в зависимости от температуры эксперимента. Записать выводы.

11

Построение изотерм сжатия воздуха в системе координат P-v используя уравнение Ван-дер-Ваальса

Используя полученные в эксперименте удельные объемы воздуха, определить по уравнению Ван-дер-Ваальса соответствующие им давления (расчет см. в пункте «обработка результатов измерений»)

По расчетным данным построить теоретические изотермы сжатия воздуха для трех температур (комнатной, Т₁ и Т₂).

Построения выполнить на миллиметровой бумаге в той же системе координат, что и экспериментальные кривые, но карандашом другого цвета.

Проанализировать расположение теорети-ческих изотерм сжатия относительно построенных по экспериментальным данным. Записать выводы.