ФІЗИЧНИЙ ПРАКТИКУМ*
Практична робота № 3
Тема. Вивчення одного з ізопроцесів. Дослідна перевірка ізобарного процесу
Мета: навчитись досліджувати ізобарний процес і перевірити виконання закону Гей-Люссака.
Обладнання: скляна трубка завдовжки 60 см і діаметром 8-10 мм, запаяна з одного кінця; циліндрична посудина висотою 60 см і діаметром 40-50 мм, наповнена гарячою водою (t -50 °С); склянка з водою кімнатної температури; пластилін; лінійка; термометр.
Теоретичні відомості
Процес зміни стану термодинамічної системи
Що еквівалентно
Щоб перевірити закон Гей-Люссака, потрібно виміряти об’єм і температуру газу у двох станах за сталого тиску і порівняти відношення V1/V2 та T1/T2. Це можна зробити, використовуючи повітря за атмосферного тиску.
Рис. 1
Скляну трубку відкритим кінцем догори занурюють майже повністю
У міру охолодження повітря в трубці вода в ній підійматиметься. Після припинення підіймання води в трубці тиск повітря у ній встановиться залежно від рівнів води у склянці і трубці. Щоб тиск у трубці був рівний атмосферному, потрібно вирівняти рівні води в склянці і трубці (рис. 1, в). У цьому випадку об’єм повітря в трубці дорівнюватиме V2 < V1, а температура дорівнює кімнатній температурі Т2 < Т1. Це буде другий стан повітря в трубці.
Відношення об’ємів по повітря в трубці в першому і другому станах можна замінити відношенням довжин стовпів повітря у двох станах, бо переріз трубки однаковий по всій її довжині 
Тому в роботі слід порівняти відношення 
Довжину повітряного стовпа вимірюють лінійкою, а температуру – термометром.
ХІД РОБОТИ
1. Підготувати зошит до роботи (також накреслити таблицю).
L1, мм | L2, мм | T1, °С | T2, °С | T1, К | T2, К | L1/l2 | ?1 | ?1 | T1/T2 | ?2 | ?2 |
2. Підготувати склянку з водою кімнатної температури і посудину з гарячою водою.
3. Виміряти довжину l1 скляної трубки і температуру гарячої води t1 у циліндричній посудині.
4. Скляну трубку відкритим кінцем догори занурюють майже повністю на 3-5 хв. у циліндричну посудину з гарячою водою (рис. 1, а) і закрити її герметично шматочком пластиліну.
5. Трубку виймають з гарячої води і закритий пластиліном кінець швидко занурюють у склянку з водою кімнатної температури (рис. 1,6), а потім під водою знімають пластилін.
6. Після того як рівень води у трубці встановиться, потрібно шляхом зміни глибини вирівняти рівні води в трубці і склянці (рис. 1, в).
7. Виміряти довжину l2 повітряного стовпа і температуру води t2 у склянці з водою.
8. Обчислити відношення l1/l2 і T1/T2, відносні (?1 та?2) і абсолютні (?1 та?2) похибки вимірювань цих відношень за формулами:
Де? l = 1,5 мм і? T = 1,5 К.
9. Порівняти відношення l1/l2 і T1/T2 і зробити записи обчислень у таблицю.
10. Зробити висновок про справедливість закону Гей-Люссака.
Контрольні запитання
1. Чому після занурення трубки у склянку з водою кімнатної температури вода в трубці підіймається?
2. Чому у випадку, коли рівні води у склянці й у трубці однакові, тиск повітря у трубці дорівнює атмосферному?
3. Від чого залежить точність перевірки виконання закону Гей-Люссака?
(1 votes, average: 5,00 out of 5)