Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Определение универсальной газовой постоянной




Цель работы: экспериментально определить универсальную газовую постоянную методом откачки.

Методика эксперимента

Универсальную газовую постоянную R можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона:

, (1.44)
где p – давление; V – объём; m – масса; m – молярная масса газа.

Рассматривая (1.43) для двух масс m1 и m2 одного и того же газа при одинаковых температурах T и объёме V, получим выражения для универсальной газовой постоянной:

. (1.45)

Если определить давление p1 и температуру Т для некоторой массы газа m1, заключенной в сосуде объёмом V, а затем изменить массу газа до m2 (например, откачав газ) и вновь определить давление оставшегося газа p2, то по формуле (1.44) можно рассчитать универсальную газовую постоянную R.

Начальную массу газа m1 можно вычислить по формуле:

m1 = rV,
где r – плотность; V – объём газа.

Масса откачанного газа m2 = r V0,

где V0 – объем откачанного газа.

Тогда масса оставшегося газа в сосуде

m1 m2 = r(V V0). (1.46)

Подставляя выражение (1.45) в (1.44), получим:

. (1.47)

Эксперимент выполняется на установке (рис. 1.9), состоящей из сосуда С (полый металлический цилиндр), имеющего три вывода. Один вывод соединен со шприцем Ш, второй – с микроманометром М, а в третий впаян кран К, сообщающий сосуд с атмосферой. Перемещая поршень шприца, можно откачать из сосуда С некоторый объем V0 воздуха, меняя массу и давление воздуха в нем. Изменение давления в сосуде С фиксируется микроманометром, шкала которого проградуирована в мм водного столба.

Порядок выполнения работы

1. Открыв кран К, поставить поршень в шприце в начальное (нулевое) положение. кран закрыть.

2. Арретиром А микроманометра установить стрелку в нулевое положение.

3. Перемещая поршень в шприце, откачать из сосуда С воздух. Объём откачанного воздуха V0 записать в таблицу 1.2.

4. Определить по микроманометру давление р2, записать в таблицу.

5. Повторить три раза п. 1 – 4.

6. Записать в таблицу показания термометра (температура воздуха в лаборатории - Т ) и барометра (атмосферное давление - p1).

 

Таблица 1.2

V0, см3 p2, мм.вод.ст. Параметры, постоянные R
      p1 = мм.рт.ст = Па Т = К m = 29×10-3 кг/моль r = 1, 293 кг/м3 1 мм.рт.ст. = 133,3 Па 1 мм.вод.ст. = 9,81 Па    
       
       

Обработка результатов измерений

1. По формуле (1.47) вычислить универсальную газовую постоянную для каждого эксперимента, переведя все входящие в нее величины в СИ.

2. Рассчитать среднее значение универсальной газовой постоянной .

3. Сравнить полученное значение универсальной газовой постоянной с табличным. Сделать вывод по проделанной работе.

 

Контрольные вопросы

1. Какой физический смысл имеет универсальная газовая постоянная R? (используйте первое начало термодинамики для изобарического и изохорического процессов и формулу Майера)

2. Укажите единицы измерения универсальной газовой постоянной R в СИ.

3. Запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов (МКТ) и выведите из него уравнение Клапейрона-Менделеева.

4. Поясните метод определения универсальной газовой постоянной R в данной работе.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1319. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия