За да се изследва зависимостта на натиска върху температурата - нищо не може да бъде по-прост ...

Изследване на физическите характеристики на газа

Историята на научните открития често започва с факта, че "правилното" човек на точното място в точното време. Това е, което се случи с изучаването на газове. Френски физик, химик, инженер Серж Чарлз се интересува от аеронавтиката. В тази връзка, че е необходимо да се изследва зависимостта на натиска върху температурата на въздуха. Разбира се, топлината винаги е бил първият инструмент на изследователите. И все пак, по-мощен, лесен за контрол на източника на енергия, и винаги под ръка. Най-древният инструмент на знанието винаги е била мерило за "добре, добре, нека да видим какво ще се случи, когато той е чувствителен на топлина, и ако добавите ..." и т.н.

И това, което е толкова интересно да се намери Чарлз в газове? Ние извършваме собствено проучване. Вземете стъклена тръба, от една страна, че ще се затваря плътно и се организира в рамките на бутало, което се плъзга по дължината на тръбата. Следваща определен източник на топлина - обичайните алкохол лампата - и оборудване на нашата лаборатория пейка измерва температура и налягане - това беше на температурната зависимост на налягането отиваме да се изследват. Така че нека да започнем ...

В момента има известно количество газ в обем, ограничен дъно цилиндър и буталото. Fix бутало podogreem алкохол лампа и газ тест. Пишем броя на стойностите на налягането и температурата на Pn газ Tn на. При анализа на получените данни, ние виждаме, че зависимостта на налягането на температурата е пропорционална характер - нараства с увеличаване на температурата и налягането. Имайте предвид, че буталото е подложена на различни налягания: отвън - е атмосферно, а отвътре - от нагретия газ. За следващия експеримент ще премахне фиксатора бутало и да видим, че буталото се движи към изравняването на налягането. Но това ще се промени количеството на газ, както и количеството (тегло) е останал същият. Ние стигаме до извода, че получил Чарлз: постоянното масата и обема на налягането на газа е пряко пропорционално на температурата - просто и с вкус.

С други думи, при постоянен обем, повишаване на налягането на отопление, както и при постоянно налягане, като се загрява сума се увеличава. За балон се има предвид, че по време на загряване на въздуха от горелката, тя се разширява и нейният обем се увеличава и обемът на сферата - не. Следователно, излишния въздух напуска топката и отвътре е на въздух маса по-малка от масата на същия обем на въздух отвън. Пожари принципа на Архимед ", и топката е нищо друго, освен да лети за радост на публиката.

Въпреки това, най-забележително е констатацията, че Р налягане и температура Т са свързани с P1 / T1 = P2 / Т2 = .... = Pn / Tn = CONST. Това може да се тълкува по различен начин: P = к * T, където к - един вид постоянна газ. Ако приложим тези отношения по индивидуален температурни стойности, налягане и обем, можете да получите по-добре известни константи. Например, обемът на газа се увеличава по време на нагряване на една степен до 1/273 от първоначалната стойност.

Разбира се, голям интерес е зависимостта на налягането на вещества при температура на фазов преход, например, течност в газ. Най-близкото обект за изследвания на този вид е вода. Създадена над водната пара е следствие на прехода на определен брой водни молекули от външната среда. Това е възпрепятствано от два фактора - силите на повърхностното напрежение и външен натиск. Преодоляване на тях може да се получи само молекули с достатъчна енергия потенциал - температура еквивалентни. Има два начина за постигане на този капацитет: това е възможно да се увеличи енергията на водните молекули чрез нагряване или намалена устойчивост на външен натиск. Първият метод се потвърждава от факта, известен - топла вода се изпарява бързо, а вторият - намаляване на прага енергия молекули напускащи "майка" среда.

Да се върнем към нашата лаборатория настройка. Пространството под буталото се пълни с вода, само малко, само 20-40 грама Имайте предвид, че буталото трябва да се движат свободно, а системата трябва да бъде обвиняван клапа. Ако водата се загрява, водна пара, образувана ще се измести на буталото и да се освободи "място под слънцето". В пространството над буталото да бъде свързан към захранване с въздух с променливо налягане, например, задаване на втория бутален прът ръчно управляеми. Сега е възможно да се изследва температурната зависимост на парното налягане. Преместването на буталото и пръта, промяна на външния натиск за първото бутало. Междинните данни поправят. Правилно ще улови температурата на парата по време на стабилен, т.е. непроменена, поне за кратко, смисъла. Ако пренебрегнем топлообмена с околната среда, поведението на двойката не е много различен от поведението на идеален газ.

Интересното е, че дори и при такъв примитивен настройка може да се наблюдава зависимост точката на кипене на налягане. Припомнете си, че нарича преход кипяща течност за пара, с образуването на мехурчета през течен обем. по този начин фиксира заври много лесно. Тук отново се увеличава налягането, температурата се повишава кипене на течността, както и поради това, че е лесно за непосветените да демонстрира изненадващо трик - вряща вода при температура от едва 80 градуса по Целзий или привидно противоречащи на здравия разум, повече в сравнение със същия 110 градуса по Целзий.

Причината е, че след проучване на поведението на газ, пари, когато са изложени на топлина източници по въпроса, в крайна сметка, както и различни топлинни двигатели са създадени: парната машина, преносим двигател, двигател, двигателят с вътрешно горене. И малцина знаят, че по-старата от тях, разбира се, трябва да се разглежда като балон.