Методика выполнения работы
В основу экспериментального определения газовой постоянной положено выражение (2), из которого получаем
R
=
При изменении давления газа в сосуде на величину δр и его массы на δm газовая постоянная находится из выражения
R
=
(5)
Давление газа δр, температуру t и массу m измеряют с помощью приборов.
Описание установки
Тонкостенный металлический сосуд 5 объемом V,см3 с помощью резиновых трубок присоединяется к насосу 4 и манометру 2. Масса сосуда измеряется с помощью электронных весов 1, а температура – с помощью жидкостного термометра.
Порядок выполнения работы
Устанавливают
электронные весы 1 на нулевое деление.
Взвешивают массу m1
сосуда 5 вместе с зажимами 3 с точностью
до 0,1 г, используя довесы 6 массой 0,1 г
каждый. Подсоединяют сосуд 5 к насосу 4
(н) и манометру 2 установки, создают
насосом избыточное давление в сосуде
1-1,5 кг/см2.
Сразу после установления соответствующего
давления пережимают зажимом 3 трубку
от сосуда к насосу и отсоединяют трубку
насоса. Давление в сосуде измеряют через
8-10 мин., когда оно перестанет уменьшаться.
Записывают давление
Пережимают
зажимом 3 трубку сосуда на участке до
соединения ее с трубкой манометра,
Взвешивают сосуд с зажимами и определяют
массу сосуда с воздухом m2.
Измеряют температуру воздуха t,0С
по имеющемуся в лаборатории термометру.
Полученные данные заносят в таблицу.
№ опыта |
|
m1, кг |
m2, кг |
t, 0С |
V, см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
кг/см2
Обработка результатов опыта
Размерность
всех параметров приводят к системным
единицам. Определяют массу
воздуха
в сосуде как разность m2
-
m1
и
по
уравнению (5) определяют газовую
постоянную. Найденное значение газовой
постоянной сравнивают с ее табличным
значением R=287
Дж/кг град.
Контрольные вопросы
Что называется идеальным газом? Каким закономерностям он подчиняется?
В каком случае реальный газ может считаться идеальным?
Какие величины называются параметрами состояния? Назовите основные термодинамические параметры состояния, дайте их определение. укажите размерность.
Сформулируйте законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и объединенный закон Клапейрона.
Напишите уравнение состояния идеального газа для 1 кг и m кг, для 1 моля и m молей.
Что называется молярной массой и молярным объемом?
Напишите уравнение Менделеева-Клапейрона. Чему равны величины, входящие в это уравнение? Чему равна универсальная газовая постоянная и как она определяется?
Каковы физический смысл и размерность удельной и универсальной газовых постоянных? Какова связь между ними?
Сформулируйте закон Авогадро и напишите его уравнение. Укажите следствия из закона Авогадро.
Напишите соотношение плотностей газов и их молярных масс при одинаковых р и Т, а из него выведите соотношение и µ.
Как определяется значение удельной газовой постоянной для конкретных газов? От чего она зависит?
Напишите уравнение Ван-дер-Ваальса. Поясните его значение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3