Лабораторна робота №4 (2 год)

 

ТЕМА: Підтвердження закону Бойля - Марютта

НАВЧАЛЬНА МЕТА: Дослідити, як змінюється об'єм певної маси газу (при сталій температурі) із зміною тиску, і встановити співвідношення між ними.

ОБЛАДНАННЯ ТА ОСНАЩЕННЯ: скляний циліндр з водою; скляна трубка, закрита з одного кінця; мірна лінійка з міліметровими поділками, барометр; штатив універсальний.

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПЛОЖЕННЯ

 

Закон Бойля-Маріотта можна порівняно просто перевірити за допомогою нескладного обладнання. Якщо в циліндр з водою 1 опустити відкритим кінцем вниз трубку 2 (рис. 1), повітря в ній буде піл тиском, який дорівнює атмосферному плюс гідростатичний тиск стовпчика води висотою h. (Для спрощення розрахунків атмосферний тиск і тиск стовпчика води доцільно вимірювати в мм рт. ст.). Густина води в 13,6 рази менша за густину ртуті, тому стовпчик води висотою h мм створює такий самий тиск, як стовпчик ртуті висотою .

Повітря з трубці буде під тиском

.

Рисунок 1 де Н - атмосферний тиск, виражений в міліметрах ртутного стовпчика, h - різниця рівнів води, виміряна в міліметрах, у циліндрі та в трубці.

Об'єм повітря в трубці

V=S

де - довжина стовпчика повітря, S - площа його поперечного перерізу.

Оскільки площа поперечного перерізу трубки (а значить і повітряного стовпчика) стала, числове значення можна прийняти за значення V в умовних одиницях Із зміною глибини занурення змінюється об'єм та тиск повітря в ній. Дослідіть залежність між цими величинами.

ХІД РОБОТИ

 

1 Виміряйте барометром атмосферний тиск Н (у мм рт. ст.). (Під таким тиском перебуває повітря в трубці до її занурення у воду).

2 Опустіть у воду трубку відкритим кінцем вниз на максимальну глибину. Виміряйте довжину стовпчика повітря в трубці і різницю рівнів води в ній та циліндрі h.

3 Повторіть вимірювання і h для двох менших глибин занурення трубки.

4 Обчисліть добутки для трьох дослідів, порівняйте їх; зробіть

5 Обчисліть абсолютну ΔС та відносну — похибки Оки вимірювань.

6 Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю.

7 Накресліть наближені ізотерми для різних станів газу, одержаних у досліді.

8 За результатами досліджень зробіть висновок.

 

№ досліду	Н, мм.рт.ст.	h	(V)	, мм.рт.ст.		ΔC	ε
1.
2.
3.

 

; ; ;

 

 

ЗМІСТ ЗВІТУ

1 Мета роботи

2 Обладнання

3 Таблиці з дослідженнями та розрахунками

4 Розрахунки

5 Висновки

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

 

1 Чому під час досліду не слід тримати трубку рукою?

2 Від чого залежить стала С в законі Бойля-Маріотга?

3 Чи має істотне значення для досліду площа поперечного перерізу трубки?

4 Запишіть формулу Клапейрона-Менделєєва.