Лекции.Орг
 

Категории:


ОБНОВЛЕНИЕ ЗЕМЛИ: Прошло более трех лет с тех пор, как Совет Министров СССР и Центральный Комитет ВКП...


Макетные упражнения: Макет выполняется в масштабе 1:50, 1:100, 1:200 на подрамнике...


Объективные признаки состава административного правонарушения: являются общественные отношения, урегулированные нормами права и охраняемые...

Визначення універсальної газової сталої



 

Мета роботи - визначити універсальну газову сталу.

Прилади та обладнання: установка з вакууметром, скляний балон із краном, терези з важками, барометр, термометр.

 

Теоретичні відомості

 

Універсальна газова стала - одна з фундаментальних газових сталих, що широко використовуються в молекулярно-кінетичній теорії та термодинаміці, в інженерних дисциплінах, де вивчають процеси в газових середовищах (аеро- й гідродинаміка, тепломасообмін, енергетичне обладнання). Універсальна газова стала входить до багатьох фізичних формул, які використовують для обчислення процесів у газах, зокрема в рівнянні Клапейрона-Менделєєва:

, (1)

де V, m - відповідно об’єм, м3, та маса, кг;

- молярна маса, ;

Т - абсолютна температура, К.

Універсальна газова стала в системі одиниць вимірювань СІ:

R=8.31 .

Для того, щоб визначити фізичний зміст універсальної газової сталої знайдемо елементарну роботу, яку виконує газ при зміні об’єму на dV:

. (2)

Для ізобаричного процесу (Р=const) продиференцюємо рівняння (1):

. (3)

Із формул (2) та (3) зробимо висновок, що

або . (4)

Отже, універсальна газова стала чисельно дорівнює роботі, яку виконує один моль ідеального газу при його ізобаричному нагріванні на один градус.

Фізичний зміст універсальної газової сталої можна також установити з рівняння Майєра:

,

де - відповідно ізобарна й ізохорна молярні теплоємності ідеального газу. Тобто R вказує, наскільки молярна теплоємність при ізобаричному нагріванні більша, ніж при ізохоричному.

Існує ще одна стала k - стала Больцмана:

.

де - число Авогадро.

Фізичний зміст числа Авогадро: це число структурних одиниць (молекул, атомів, іонів) в одному молі будь-якої речовини. Стала Больцмана входить у всі закони, які містяться в класичній або квантовій функції розподілу частинок за енергіями.

З рівняння Клапейрона-Менделєєва знаходимо основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу. Для одного моля газу рівняння (1) має вигляд:

,

де - об’єм одного моля газу,

; або ,

де n - концентрація молекул - число молекул в 1 м3; .

 

Опис установки та методу вимірювань

 

Схему установки наведено на рисунку 1. Установка складається з вакуумного насоса 1, трубопроводу, який має два вентилі В1 та В2, з’єднувальної трубки 4 з краном В3.

Запишемо рівняння Клапейрона-Менделєєва для двох станів газу - при атмосферному тиску рА і після розрідження в балоні (температуру приймаємо сталою):

; . (5)

Виміряти масу повітря в балоні неможливо, бо при атмосферному тиску

mА=MА-md ,

 

Рисунок 1

а при розрідженні

mi=Mi-md ,

де MА, Mi - маса балона з повітрям під тиском відповідно рА і рі,

md - маса балона без повітря.

Тоді рівняння (5) матимуть вигляд

; ;

звідси

, (6)

де V - об’єм балона (вказаний на балоні),

- молярна маса повітря, .

 

Порядок виконання роботи

 

1. Знайти масу балона з повітрям і краном із похибкою вимірювання до мг, виміряти температуру та тиск повітря в приміщенні. Результати вимірювань записати в таблицю.

 

t= … 0C; T= … K; pA= … мм.рт.ст.= … Па; V= … м3

Номер досліду Розрядження Мі, кг МАі, кг R, DR,
, атм , Па
           
         
         
сер          

 

2. З’єднати балон з вакуумним насосом і відкачати балон до розрядження 0,8 атм - це різниця між тиском у балоні та атмосферним: . Вакуумметр проградуйований у технічних атмосферах: 1атм=1 .

3. Закрити кран, від’єднати балон від насоса і визначити масу балона із залишками повітря. Результати вимірювань записати у таблицю.

4. Пункти 2-3 повторити для інших розряджень (0,85…0,9 атм).

5. За формулою (6) обчислити універсальну газову сталу.

6. Обчислити абсолютну та відносну похибки вимірювань за формулами:

, .

7. Знайти дослідне значення сталої Больцмана за формулою

.

8. Результати обчислень записати у вигляді

Rсер= ; kcер= .

9. Зробити висновок.

 

 

Контрольні запитання

 

1. Записати рівняння Клапейрона-Менделєєва та основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу.

2. Пояснити фізичний зміст сталих R, k, NA.

3. Записати рівняння Майєра.

4. Дати визначення густини і знайти формулу для обчислення густини ідеального газу.

5. Який газ називають ідеальним? Навести приклади такого газу.

 

 

Лабораторна робота № 163

ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІНИ ЕНТРОПІЇ





Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 2339 | Нарушение авторских прав


Рекомендуемый контект:


Похожая информация:

  1. S Визначення оптимального темпу роботи з урахуванням динаміки наростання втоми
  2. VII. Психологія особистісного розвитку в юнацькому віці. дівчат. Молоді необхідне спілкування з близькими дорослими, звернення до їх життєвого досвіду у вирішенні проблеми самовизначення
  3. VII. Психологія особистісного розвитку в юнацькому віці. Спрямованість у майбутнє, постановка завдань професійного й осо-бистісного самовизначення відображається на всьому процесі психічно­го розвитку
  4. АНАЛІЗ ДІЯЛЬНОСТІ ТУРИСТИЧНОГО АГЕНСТВА “FELICITY” ТА ВИЗНАЧЕННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ ВПРОВАДЖЕННЯ БРЕНДУ
  5. Б) Атрибути-це найперші, невід’ємні якості субстанції,а модуси випливають із атрибутів і являють собою визначення атрибутів
  6. В) експертний метод визначення ризику;
  7. Варіант 4. 1. Визначення активів і зобов’язань за звітними сегментами у додатку до річної фін. звітності «Інформація за сегментами»
  8. Визначення активності ферментів у неспряжених та спряжених ферментативних реакціях
  9. Визначення бажанихдля споживача характеристик якості продукції
  10. Визначення беззбиткового обсягу операційної діяльності
  11. ВИЗНАЧЕННЯ ВАГОВОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ ПИЛУ
  12. Визначення валового вмісту мікроелементів


Поиск на сайте:


© 2015-2019 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.005 с.