Проверка закона Гей-Люссака.

Цель: Проверить закон Гей-Люссака. Закрепить теоретические знания МКТ.

Оборудование: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600мм и диаметром 8-10мм; цилиндрический сосуд высотой 600мм и диаметром 45-50 мм, наполненный горячей водой (t ); стакан с водой комнатной температуры; пластилин.

Порядок выполнение работы:

1. Подготовьте бланк отсчета с таблицей (см. таблицу 5) для записи результатов измерений и вычислений (инструментальные погрешности определяются с помощью таблицы 1)

Таблица 1

Измерено

Вычислено

, мм

, мм

,

,

Δиl , мм

Δ0l, мм

Δl, мм

T1, K

T2, K

ΔиТ, К

Δ0Т, К

ΔТ, К

l1/l2

ɛ1, %

Δ1

T1/T2

ɛ2 %

Δ2

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

3. Измерьте длину стеклянной трубки и температуру воды в цилиндрическом сосуде.

4. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано выше. Измерьте длину воздушногостолба в трубке и температуру окружающего воздуха.

5. Вычислите отношения иТ₁/Т₂, относительные ( ) и абсолютные ( ) погрешность измерений этих отношений по формулам:

Сравните отношения l₁/l₂ иT₁/T₂

Методические указания:

Теория:Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить справедливость равенства . Это можно осуществить, использую воздух при атмосферном давлении.

Стеклянная трубка открытым концом вв ерх помещается на 3-5 мин в цилиндрический сосуд с горячей водой (рис.256,а). В этом случае объем воздуха равен объему стеклянной трубки, а температура- температуре горячей воды . Это- первое состояние. Чтобы при переходе воздуха в следующее состояние его количество не изменилось , открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде, замазывают пластилином. После этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры (рис. 256,б), а затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждение воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке ( рис.256,в) объем воздуха в ней станет равным , а давление . Чтобы давление воздуха в трубке вновь стало равным атмосферному, необходимо увеличивать глубину погружения трубки в стакан до тех пор, пока уровни воды в трубке и в стакане не выровняются (рис.256, г). Это будет второе состояние воздуха в трубке при температуре окружающего воздуха. Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине . Поэтому в работе следует сравнить отношения иТ₁/Т₂.

Длина воздушного столба измеряется линейкой , температура- термометром.

Контрольные вопросы:

1. Почему после погружения стеклянной трубки в стакан с водой комнатной температуры и после снятия пластилина вода в трубке поднимается?

2. Почему при равенстве уровней воды в стакане и в трубке давлении воздуха в трубке равно атмосфе рному?

3. Сделать выводы.

Лабораторная работа №2.