ДОСЛІДЖЕННЯ ІЗОТЕРМІЧНОГО ПРОЦЕСУ

МЕТА

Переконатися, що для даної маси газу добуток тиску на об'єм є величина стала.

ЗАВДАННЯ

2.1 Вивчити закон Бойля - Маріотта та зображення ізотермічного процесуу різних координатах: (Р,V); (Р,Т); (V,Т)

2.2 Для перевірки рівняння РV=const за допомогою приладу зняти значення тиску та об'єму.

2.3 Одержані дані занести до таблиці 1.

2.4 Побудувати ізотерму у координатах Р,V за даними досліду на міліметровому папері.

ОБЛАДНАННЯ

3.1 Висока скляна посудина з водою.

3.2 Скляна трубка, закрита з одного кінця.                      

3.3 Лінійка з ціною поділки 1 мм/под.

3.4 Штатив для закріплення трубки.

3.5 Барометр (один на весь клас).

3.6 Міліметровий папір – принести для себе

3.7 Лінійка (довжиною 50 см)- принести для себе.

3.8 Прилад для експериментального вивчення закону Бойля -Маріотта складається із скляної трубки і високої скляної посудини з водою. Один кінець трубки закритий корком або запаяний, а другий відкритий. Ця трубка відкритим кінцем занурена в посудину з водою. У трубці є замкнений стовпчик повітря.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

4.1 Закон Бойля-Мариотта [Л8.1,§ 42 ]

4.2 Ізопроцеси та їх графіки[Л8.2,§ 21 ]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Закон Бойля - Маріотта виражає залежність тиску від об'єму при сталій температурі при для даної маси газу. За цим законом добуток тиску Р на об’єм є величиною сталою С для тієї самої маси газу при сталій температурі:           

= C  (1)

Якщо у воду, налиту у високу скляну посудину, опустити відкритим кінцем трубку, то повітря в ній перебуватиме під тиском (у мм рт.ст..):

(2)

де Н-атмосферний тиск (у мм рт.ст.), h - різниця рівнів води в мм у широкій посудині і в трубці.

Об'єм повітря в трубці такий:

де - довжина стовпчика повітря, S-площа перерізу трубки.

Оскільки площа поперечного перерізу трубки скрізь однакова, то числове значення  можна прийняти за значення V в умовних одиницях об'єму.

Із зміною глибини занурення трубки змінюється об'єм і тиск повітря в трубці, зв'язок між величинами Р і V виражено формулою (1).

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

6.1 Скласти прилад. Визначити і записати характеристики лінійки.

6.2 Виміряти барометром атмосферний тиск у мм рт. ст.

6.3 Занурити трубку на максимальну глибину, виміряти висоту стовпчика повітря в трубці  і різницю рівнів води в трубці і посудиніh. Глибину занурення трубки встановити пересуваючи затискач з муфтою вздовж стояка штатива. Щоб температура повітря в трубці залишалася сталою під час проведення експерименту, вимірювання потрібно проводити через деякий час після зміни положення трубки, коли встановиться теплова рівновага між повітрям у трубці і навколишнім середовищем. Не треба братися руками за трубку, щоб не нагріти її.

6.4 Аналогічний дослід провести, змінивши глибину занурення трубки. Зробити 3-4 вимірів.

6.5 Результати вимірювань  (об'єму в умовних одиницях) та розрахунків  занести до таблиці.

6.6 Користуючись формулою  знайти для кожного досліду значення добутку об'єму газу на його тиск.

6.7 Результат вимірювань та обчислень занести до таблиці 4.1

6.8

Таблиця 4.1

№ досліду	Тиск Н, ммт.ст.
1 2 3

6.9 За даними досліду побудувати ізотерму у координатах (Р, V).

6.10 Зробити висновок.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

7.1 Який газ називається „ідеальним газом”?

7.2 Який процес називають ізотермічним? Запишіть рівняння цього процесу і накресліть графік.

7.3 Який процес називають ізобарним? Запишіть рівняння цього процесу і накресліть графік.

7.4 Який процес називають ізохорним? Запишіть рівняння цього процесу і накресліть графік.

7.5 Запишіть рівняння Менделєєва-Клапейрона та об’єднаний газовий закон. Які величини входять до цих рівнянь?

ЛІТЕРАТУРА

8.1. Физика : 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учебн. заведений : уровень стандарта :пер. с укр./ Е.В.Коршак и др.. – К.: Генеза, 2010.-192с.: ил.

8.2. Фізика. 10 кл. : підруч. для загальноосвіт. навч. закладів : рівень стандарту / Л.Е.Генденштейн, І.Ю. Ненашев.- Х. : Гімназія, 2010.- 272 с. : іл.

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

9.1 Номер і тему лабораторної роботи.

9.2 Мету лабораторної роботи.

9.3 Результати вимірів і розрахунків.

9.4 Висновок.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

10.1 Закон Бойля-Мариотта [Л8.1,§ 42 ]

10.2 Ізопроцеси та їх графіки[Л8.2,§ 21 ]

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №