Изучение газовых законов
Лабораторная
работа
Тема
Изучение
газовых законов
Цель работы: изучить газовые законы, уметь
изображать их графически, научиться решать задачи по теме
Порядок выполнения работы сохраняется при
изучении каждого из законов:
.Сформулировать закон.
.Указать математическое выражение закона.
.Представить каждый из процессов графически.
.Изобразить в виде рисунка экспериментальное
подтверждение закона.
.Решить задачу на определение параметров по
каждому закону.
Изохорический процесс
изохорический изобарический
изотермический газ
Процесс в газе, который происходит при
постоянной массе и неизменном объёме, называется изохорическим.
p / T
= p / T
, или p / p
= T / T
Изохорический процесс подчиняется закону Шарля:
при постоянной массе газа и неизменном объёме, давление газа прямо
пропорционально его абсолютной температуре, что видно из уравнения Менделеева -
Клапейрона.
pV = (m/M) * RT
Масса и объём газа остаются постоянными
Задача
Газ находиться в баллоне при температуре 288 К и
давление 1,80 МПа. При какой температуре давление газа станет равным 1,55 МПа?
Вместимость баллона считать неизменной.
Т = 288 К р / Т = р / Т
p = 1,80 МПа 1,80 /
288 = 1,55 / Т ;
p = 1,55 МПа Т = 288
* 1,55 / 1,80 = 248 К
Т = ? Ответ: Т = 248 К
Изобарический процесс
Процесс в газе, который происходит при
постоянной массе и неизменном давлении, называется изобарическим.
V / T
= V /T
, или V / V
= T / T
Эта формула является математическим выражением
Гей - Люссака: при постоянной массе газа и неизменном давлении, объём газа
прямо пропорционален его абсолютной температуре.
Колба с газом помещается в сосуд с водой и
льдом. В пробку вставлена трубка, изогнутая таким образом, что свободный конец
её горизонтален. Газ в колбе отделён от окружающего воздуха небольшим столбиком
ртути в трубке. Температуру газа определяют по термометру, а объём - по
положению столбика ртути.
Сначала по положению столбика ртути 1 определяют
V - объём газа при 0
С. Затем газ нагревают (столбик ртути перемещается в положение 2), в процессе
нагревания записывают значение объёма и строят график, который называется
изобарой.
Задача
Газ при 300 К занимает объём 250 см . Какой
объём занимает этот же газ, если температура его повысится до 324 К ? Понизится
до 270 К ? Давление газа считать постоянным, массу неизменной.
Решение
T = 300 К V
/ T = V
/ T ;
V = 250 см V
= 250 * 324 / 300 = 270 см
Т = 324 К V = 250 * 270 / 300 = 225 см
p = const
Т = 270 К
Ответ: V
= 270 см
Изотермический процесс
Процесс в газе, который происходит при
постоянной температуре, называется изотермическим.
p * V = const
При изотермическом процессе плотность газа
изменяется прямо пропорционально давлению.
р / р = р / р
Задача
Сосуд вместимостью 12 л., содержащий газ при
давлении 0,40 МПа, соединяют с другим сосудом, из которого полностью откачали
воздух. Найдите конечное значение давления. Процесс изотермический. Вместимость
второго сосуда 3 л.
Решение
V = 12 л p
V = p
V ;
p = 0,40 МПа p
/ p = V
/ V
V = 3 л p
= 0,40 МПа *12 / 3 = 1,6 МПа
T = const= ? Ответ:
p = 1,6 МПа