Лабораторна робота № 2 дослідження процесу, що протікає при постійному об'ємі

Мета: закріпити та поглибити знання про вимірювання параметрів стану ідеального газу, які виникають в термодинамічних процесах при постійному об'ємі.

Опис лабораторної установки

Схематичне зображення конструкції лабораторної установки для дослідження процесу, котрий протікає при постійному об'ємі, зображене на рис. 2.1.

Установка складається з рідинного термостату 1, який оснащений підігрівачем 9, мішалкою 8, термометром 7, та U-подібного манометра, котрий виконаний із стаціонарно закріпленим плечем 5 та рухомим плечем 6.

Стаціонарно закріплене плече 5 за допомогою капілярної трубки 4 пов'язане з колбою 2, яка поміщена в термостат. В колбу введений також термометр 3 для реєстрації температури повітря в колбі.

Підготовка лабораторної установки до роботи

Обережно зняти кришку термостата разом з закріпленими в ній колбою, термометром, мішалкою і додати в термостат води до раніше визначеної дослідним шляхом відмітки, яка дозволяє повністю занурити колбу у воду, що знаходиться в термостаті, при установці кришки в робоче положення.

Після доведення рівня води в термостаті до вказаної відмітки встановити кришку термостата в робоче положення та закріпити її.

Шляхом переміщення рухомого плеча U- подібного манометра добитися положення, при якому різниця відміток рідини в U-подібних трубках дорівнює нулю, і зафіксувати рівень рідини в нерухомому коліні.

Робота з установкою

Визначають початкові параметри газового стану при об'ємі газу в колбі V_о і різниці показів рідини в обох плечах U-подібного манометра Δh = 0.

Фіксованими початковими параметрами при цьому є: Р_о =В, Па - тиск, під яким знаходиться газ в колбі, де В - барометричний тиск. T_о =273,15 + t°С – абсолютна температура газу в колбі, де t°С - покази термометра, який фіксує температуру газу в колбі.

Після визначення початкових параметрів Р_о і Т_о здійснюють за допомогою нагрівача повільне нагрівання рідини в термостаті і доводять її температуру до фіксованого положення. За допомогою термометра, опущеного в рідину, яка знаходиться в термостаті, фіксують температуру рідини та підтримують її постійною не менше 5 хвилин.

Рис. 2.1. Схема лабораторної установки.

Після цього, піднімаючи рухоме плече, доводять рівень рідини в нерухомому плечі до початкового фіксованого положення та визначають різницю рівнів рідини в рухомому і нерухомому плечі Δh, мм вод. ст. = 9,8Δh, Па і температуру газу в колбі t,° С.

За вихідними даними визначають параметри газу, який знаходиться в колбі при V_о = соnst і температурі газу в колбі t,°С:

P₁ = B + 9.8Δh , Па ; T₁ = 273.15 + t, ⁰C (K).

Аналогічним чином отримуємо значення параметрів P₂, P₃,…,P_n при різних значеннях t₂,⁰C, t₃,⁰C ,…, t_n,⁰C. Рекомендується визначити параметри газового стану при V = сonst не менше як для п'яти різних значень температури газу в колбі.

Після виконання серії вимірювань здійснюють заміну колби на іншу, яка відрізняється об'ємом, з новою колбою проводять аналогічну серію дослідів.