ссылка для скачивания doc. файла ЛР №26

4. Термический коэффициент объемного расширения. Величина,
размерность, физический смысл
5. Первое начало термодинамики. Первое начало термодинамики
для изохорного процесса.
6. Работа, внутренняя энергия для изохорного процесса.
7. Теплоемкость. Теплоемкость при постоянном давлении и при
постоянном объеме. Уравнение Майера.
8. Газ переходит из одного и того же начального состояния 1 в
одно и то же конечное состояние 2 в результате следующих
процессов: а) изотермного; б) изобарного; в) изохорного.
Рассмотрев эти процессы графически, показать: 1) когда
работа расширения максимальна; 2) когда газу сообщается
максимальное количество теплоты.
9. Газ переходит из одного и того же начального состояния 1 в
одно и то же конечное состояние 2 в результате следующих
процессов: а) изобарного; в) последовательных изохорного и
изотермического. Рассмотрите эти переходы графически.
Одинаковы или различны в обоих случаях: 1) изменение
внутренней энергии? 2) затраченное количество теплоты?
10. Кислород объемом 2 л находится под давлением 1 МПа.
Определите,какое количество теплоты необходимо сообщить
газу, чтобы увеличить его давление вдвое в результате
изохорного процесса.
11. При 0ºС давление газа в баллоне равно 10 атм. Каким станет
давление газа, если его температура поднимется до 27,3ºС?
кГс дин
12. Переведите в СИ:
,
, бар, мм рт. ст., атм, ат, Торр.
см 2 см 2
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №26
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ
ПОСТОЯННОЙ МЕТОДОМ ОТКАЧКИ
Фамилия И.О. _________________ Группа __________
Дата ______
Введение
Метод, использованный в этой работе, основан на применении
уравнения Менделеева – Клапейрона для газов:
pV 
m

RT
где
р – давление газа;
V – объем, занимаемый газом;
m – масса газа;
μ – его молекулярная масса;
Т – температура по абсолютной шкале Кельвина.
Рассмотрим состояние газа массой m1 при давлении р1, температуре
Т1 и объеме V1. Для этого состояния согласно уравнению
Менделеева-Клапейрона можно написать:
p1V1 
m1

RT1
(13)
где
R – универсальная газовая постоянная.
Рассмотрим теперь газ массой m2 при давлении р2, температуре Т2 и
объеме V2. Для этого состояния можно написать:
p2V2 
m2

RT2
(14)
В уравнениях (13) и (14) имеется в виду один и тот же газ.
Следовательно, в обоих этих уравнениях молекулярная масса газа μ
остается неизменной.
Вычитая из (13) (14), получим:
( p1  p2 )V1 
RT1

(m1  m2 )
Отсюда определяется универсальная газовая постоянная
R
( p1  p2 )V1
.
(m1  m2 )T1
Заменив р1 – р2 через Δр, получим окончательную формулу для
нахождения R:
R
рV1
.
(m1  m2 )T1
ВНИМАНИЕ!
Работать с колбой, не вынимания ее из чехла.
(15)
Размерность универсальной газовой постоянной в системе СИ легко
Н
определить, если принять, что давление р измеряется в 2 , объем в
м
кг
м3, молекулярная масса воздуха μ = 29·10-3
, масса m в кг,
моль
температура Т в Кельвинах.
I.
Описание установки
Установка для определения газовой постоянной состоит из
стеклянной колбы с краном (рис.8), вакуумного насоса (рис.9),
металлического манометра и соединительных резиновых трубок.
Объем колбы указан на чехле, в котором она находится в целях
предосторожности. Для откачки воздуха колба с помощью резиновой
трубки подсоединяется к насосу (рис.9). Разность давлений
p1  p2  p измеряется манометром.
II.
Порядок выполнения работы
1.
Откачать из колбы воздух. Для этого присоединить колбу к
вакуумному насосу и проверить, открыт ли кран. После откачки,
кГс
Н
например, до р  0,8 2  0,8  9,8 104 2  7,84 104 Па тщательно
см
м
перекрыть зажим, записать показания манометра.
2.
Колбу с тщательно закрытым зажимом взвесить на
аналитических весах с точностью до 0,01 мг, найдя m2 – массу колбы
и оставшегося после откачки воздуха.
3.
Открыть зажим, наполнив колбу воздухом. Взвесить колбу с
воздухом, найдя массу m1, с той же точностью.
4.
Полученные данные подставить в формулу (15) для
определения R.
5.
Подсчитать относительную и абсолютную ошибки измерений.
Контрольные вопросы
1. Определение изохорного процесса. Постройте графики
изохорного процесса в координатах p - V, p – T, V – T.
2. Определение универсальной газовой постоянной. Величина,
размерность, физический смысл.
3. Закон Шарля. Какая изохора на рисунке соответствует
большему объему и почему?