Молекулярная физика и термодинамика. Головин Ю.М - 10 стр.

UptoLike

тив внешнего давления. Это давление складывается из атмосферного давления p и давления
p
, возникающего вследст-
вие разности уровней воды в коленах U-образной трубки. Однако если разность уровней не превосходит 20 см, то
p
составляет не более 2 % от p. Поэтому можно считать, что во время опыта давление остаётся почти постоянным, и ис-
пользовать для расчёта величину атмосферного давления. В верхней части капилляра имеется кран К, соединяющий ра-
бочий объём с атмосферой. Он позволяет фиксировать начальное положение мениска в U-образной трубке независимо от
начальной температуры и атмосферного давления. Объём сосуда В значительно больше объёма капилляра и U-образной
трубки, находящейся вне термостата. Поэтому можно считать, что практически весь газ находится при температуре тер-
мостата.
Термостат Т имеет нагреватель Н, включаемый тумблером ТБ, и регулятор скорости РС нагрева, а также холодиль-
ник X (змеевик), охлаждаемый проточной водой. Кроме того, термостат имеет специальную систему, позволяющую с
помощью контактного термометра КТ автоматически поддерживать температуру вблизи заданной величины. Температу-
ра измеряется термометром с точностью 0,5 °С.
Контактный термометр КТ управляет работой электромагнитного реле, замыкающего и размыкающего цепь питания
электронагревателя. Вращая головку регулировочного магнита РМ, изменяют положение проволочки, опущенной в ка-
пилляр. Пользуясь шкалой, устанавливают остриё проволочки против соответствующего деления. При включении нагре-
вателя загорается неоновая лампочка. По мере нагревания воды, ртуть в капилляре поднимается и, достигнув заданной
температуры, соприкасается с проволочкой. При этом замыкается цепь электромагнитного реле, которое, срабатывая,
размыкает цепь, питающую электронагреватель. Электронагреватель автоматически отключается, неоновая лампочка
гаснет.
Порядок выполнения работы
1. Перед началом опыта приведите установку в исходное состояние, т.е. температура в термостате должна быть 19–
20 °С (за счёт нагрева или охлаждения водой). Запишите начальную температуру газа
0
Т .
2. Зафиксируйте положение менисков воды в U-образной трубке и закройте кран К.
3. Контактным термометром установите новую температуру на
t
= 3 – 5 °С выше предыдущей и включите тумб-
лер «нагрев».
4. По окончании нагрева произведите измерение понижения уровня мениска h
i
в левом колене U-образной трубки
и запишите в табл. 2.1.
5. Повторите измерения согласно п. 3, 4 до достижения температуры 40…45 °С, результаты занесите в табл. 2.1.
6. После окончания работы выключите нагреватель.
Таблица 2.1
∆Т
i
, K
h
i
, м V
i
, м
3
1
2
Обработка результатов измерений
1. Вычислите массу газа по формуле (2.7).
2. Постройте график зависимости объёма V от температуры T. Для этого на оси абсцисс откладывайте интервал
температур
i
Т , а на оси ординатинтервал изменения объёма
i
V
. По графику определите угловой коэффициент b
полученной прямой, учитывая весь интервал изменения температуры
T
и объёма
V
.
Рис.2.1
Т
ТБ
РС
КТ
РМ