Молекулярная физика и термодинамика. Рудин А.В - 21 стр.

UptoLike

Составители: 

21
Порядок выполнения работы
1.
Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.
2.
Соберите установку по рис.1. С помощью резиновых трубок и стеклянного тройника
соедините колбу с манометром и откачивающим патрубком насоса.
3.
При открытом кранике, медленно откачивая насосом воздух, доведите давление в колбе
до -1 ат, что соответствует значению P
1
.
4.
Закройте краник на колбе и отсоедините резиновый патрубок от краника.
5.
Установите колбу на весы и проведите измерение массы m
1
колбы с воздухом для
первого состояния.
6.
Для получения второго состояния воздуха снимите колбу с весов и откройте краник,
соединив объем колбы с атмосферой. Давление в колбе будет соответствовать
атмосферному P
2
= 0 ат.
7.
Установите колбу на весы и проведите измерение массы колбы с воздухом m
2
для
второго состояния.
8.
Подсоедините колбу к установке. Переставьте резиновую трубку с разрежающего
патрубка насоса на нагнетающий и при открытом кранике, медленно нагнетая насосом
воздух, доведите давление в колбе до +0,5 ат, что соответствует значению давления P
3.
9.
Закройте краник на колбе и отсоедините резиновый патрубок от краника.
10.
Выполните пункт 7.
11.
Повторите опыт еще два раза, увеличивая каждый раз давление на 0,5 ат. Выполните
пункты 8,9,10 для различных состояний воздуха в колбе, соответствующие давлениям:
+1,0 и +1,5 ат.
12.
Измерьте температуру воздуха в помещении.
13.
Результаты измерений запишите в табл. 2:
Табл. 2
n/n
V, см
3
Т,
О
С
Р, атм
m, г
R,
Дж/моль К
1 –1
2 –0,5
3 0
4 +0,5
5 +1,0
6 +1,5
14.
Пользуясь данными таблицы, вычислите числовое значение универсальной газовой
постоянной R для любых двух состояний по формуле (8).
15.
Вычислите для R среднее числовое значение и определите относительную и абсолютную
погрешность результата по формулам:
2
12
2
12
22
PP
P2
mm
m2
V
V
T
T
Δ
+
Δ
+
Δ
+
Δ
=ε
, (9)
RR ε
=
Δ
, (10)
где абсолютные погрешности измеряемых величин соответственно равны:
ΔТ=0,1
0
С, ΔV=0,5 см
3
, Δm=0,05 г, ΔP=0,05 ат.
                                                 21

                             Порядок выполнения работы
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.
2. Соберите установку по рис.1. С помощью резиновых трубок и стеклянного тройника
    соедините колбу с манометром и откачивающим патрубком насоса.
3. При открытом кранике, медленно откачивая насосом воздух, доведите давление в колбе
    до -1 ат, что соответствует значению P1.
4. Закройте краник на колбе и отсоедините резиновый патрубок от краника.
5. Установите колбу на весы и проведите измерение массы m1 колбы с воздухом для
    первого состояния.
6. Для получения второго состояния воздуха снимите колбу с весов и откройте краник,
    соединив объем колбы с атмосферой. Давление в колбе будет соответствовать
    атмосферному P2 = 0 ат.
7. Установите колбу на весы и проведите измерение массы колбы с воздухом m2 для
    второго состояния.
8. Подсоедините колбу к установке. Переставьте резиновую трубку с разрежающего
    патрубка насоса на нагнетающий и при открытом кранике, медленно нагнетая насосом
    воздух, доведите давление в колбе до +0,5 ат, что соответствует значению давления P3.
9. Закройте краник на колбе и отсоедините резиновый патрубок от краника.
10. Выполните пункт 7.
11. Повторите опыт еще два раза, увеличивая каждый раз давление на 0,5 ат. Выполните
    пункты 8,9,10 для различных состояний воздуха в колбе, соответствующие давлениям:
    +1,0 и +1,5 ат.
12. Измерьте температуру воздуха в помещении.
13. Результаты измерений запишите в табл. 2:
                                                                  Табл. 2

                №                                                              R,
                n/n       V, см3      Т, О С     Р, атм        m, г        Дж/моль К

                 1                                 –1
                 2                                –0,5
                 3                                  0
                 4                                +0,5
                 5                                +1,0
                 6                                +1,5

14. Пользуясь данными таблицы, вычислите числовое значение универсальной газовой
    постоянной R для любых двух состояний по формуле (8).
15. Вычислите для R среднее числовое значение и определите относительную и абсолютную
    погрешность результата по формулам:

                                2            2            2            2
                         ⎛ ΔT ⎞ ⎛ ΔV ⎞ ⎛ 2Δm ⎞ ⎛ 2ΔP ⎞
                      ε= ⎜    ⎟ +⎜   ⎟ + ⎜⎜     ⎟⎟ + ⎜⎜     ⎟⎟ , (9)
                         ⎝ T ⎠ ⎝ V ⎠ ⎝ m 2 − m1 ⎠ ⎝ P2 − P1 ⎠

                              ΔR = ε ⋅ R ,                      (10)

      где абсолютные погрешности измеряемых величин соответственно равны:

                 ΔТ=0,10 С,      ΔV=0,5 см3 ,     Δm=0,05 г,     ΔP=0,05 ат.