Lai izpētītu atkarību no spiediena uz temperatūru - nekas nevar būt vienkāršāks, ...

Pētījums par fiziskās īpašības gāzes

Par zinātnisko atklājumu vēsture bieži sākas ar to, ka "pareizo" cilvēks īstajā vietā īstajā laikā. Tas ir tas, kas notika ar pētījumu par gāzes. Franču fiziķis, ķīmiķis, inženieris Serge Čārlzs kļuva interesē aeronautikas. Šajā sakarā, tas bija nepieciešams, lai pētītu atkarību no spiediena uz gaisa temperatūru. Protams, siltums vienmēr ir bijis pirmais instruments pētnieki. Tomēr, spēcīgs, viegli kontrolēt enerģijas avots, un vienmēr pie rokas. Senākā instruments zināšanu vienmēr ir bijusi par kritēriju "labi, labi, pieņemsim redzēt, kas notiks, kad tas ir jutīgs pret karstumu, un, ja jūs pievienot ..." utt

Un to, kas ir tik interesanti, lai atrastu Čārlzs gāzes? Veicam savu pētījumu. Veikt stikla caurule, no vienas puses, tas būs tuvu cieši, un sakārtot iekšā virzuli, kas slīd gar cauruli. Nākamais noteikt siltuma avotu - parasto alkohola lampu - un aprīkot mūsu laboratorijas sols mērinstrumenti temperatūru un spiedienu - tas bija temperatūras atkarību no spiediena, mēs ejam, lai izpētītu. Tātad sāksim ...

Mums ir zināma gāzes tilpuma, ko ierobežo dibenu cilindru un virzuli. Fix virzulis podogreem alkohola lampa un testa gāzi. Mēs rakstīt par spiediena vērtības Pn skaitu un gāzes temperatūras Tn. Analizējot iegūtos datus, mēs redzam, ka atkarība no temperatūras spiediens ir proporcionāls dabas - palielinās līdz ar temperatūras un spiediena. Jāņem vērā, ka virzulis ir pakļautas dažādiem spiedieniem: ārpus - ir atmosfēras, un iekšpusē - no sakarsēta gāze. Nākamajā eksperimentā noņems virzuļa honorārs, un redzēt, ka virzulis pārvietojas uz spiediena izlīdzināšanas. Bet tas mainīsies gāzes daudzumu, un daudzums (svars) palika tāds pats. Mēs secinām, ka saņemts Čārlzs: pastāvīga masu un tilpumu gāzes spiediens ir tieši proporcionāls temperatūrai - vienkārši un gaumīgi.

Citiem vārdiem sakot, nemainīgā tilpumā, spiediens palielinās par apkuri, un pie konstanta spiediena, bet apkure summa palielinās. Par baloniem tas ir domāts, ka silda gaisu no degļa laikā, tas izplešas un tā tilpums palielinās, un apjoms sfēras - nē. Līdz ar to, liekā gaisa atstāj bumbu, un iekšā ir gaisa masa mazāka par masu paša tilpuma gaisu no ārpuses. Fires Arhimēda spēks, un bumba nav ko darīt, bet lidot par prieku skatītājiem.

Tomēr, visvairāk ievērojams secinājums ir tāds, ka spiediens P un temperatūra T ir saistīti ar P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / TN = const. To var interpretēt atšķirīgi: P = k * T, kur k - veida gāzes konstante. Ja mēs izmantojam šīs attiecības ar individuālu temperatūras vērtības, spiediena un apjoma, jūs varat saņemt pazīstamu konstantes. Piemēram, apjoms gāzes apkure pie 1. pakāpes līdz 1/273 no sākotnējās vērtības laikā ir palielinājies.

Protams, liela interese ir atkarība spiediens vielu temperatūrā pārejas fāzes, piemēram, šķidrums uz gāzi. Tuvākais objekts pētījumiem šāda veida, ir ūdens. Veidojas virs ūdens tvaiku, ir tāpēc, ka pāreja uz noteiktu skaitu ūdens molekulas no ārējās vides. To kavē divi faktori - spēkiem par virsmas spraiguma un ārēja spiediena. Pārvarēt tos var atļauties tikai molekulas ar pietiekamu enerģijas potenciālu - temperatūra līdzvērtīgas. Ir divi veidi, kā sasniegt šo jaudu: ir iespējams palielināt enerģiju ūdens molekulas, karsējot vai samazinātu pretestību ārējā spiediena rezultātā. Pirmā metode ir apstiprināta ar zināmu faktu - karstā ūdens iztvaiko ātri, un otrais - samazināt enerģijas sliekšņa molekulas atstājot "mātes" vidi.

Atgriezīsimies pie mūsu laboratorijas apstākļos. zem virzuļa Telpa ir piepildīta ar ūdeni, tikai nedaudz, tikai 20-40 g Ievērojiet, ka virzulis ir brīvi kustēties, un sistēma būtu pārmest vārstu. Ja ūdens tiek sasildīts, ūdens tvaiku veidoja mainīs virzuli un sevi atbrīvot "vietu saulē." Iepriekš virzuļa telpu, kas saistīts ar gaisa padevei ar mainīgu spiedienu, piemēram, kas otro virzuļa kātu manuāli vadāmu. Tagad tas ir iespējams izpētīt temperatūras atkarību no tvaika spiedienu. Virzuļa pārvietošanai un stienis, mainot ārējo spiedienu uz pirmo virzuli. Starpposma dati noteikt. Pareizi būs uztveršanas tvaika temperatūru stabila, proti, laikā, nemainīgs, vismaz īsumā, nozīme. Ja mēs nolaidība siltuma apmaiņu ar apkārtējo vidi, uzvedība pāri nav ļoti atšķiras no uzvedības ideālu gāzi.

Interesanti, ka pat tik primitīvu iestatīšanu var novērot atkarību vārīšanās punkts spiedienu. Atgādināt, ka sauc par pārejas verdošu šķidrumu izgarojumu ar veidošanos burbuļi visā šķidruma tilpumu. tā noteikt vāra ir ļoti viegli. Šeit atkal spiediens palielinās, šķidrie vārīšanās temperatūra palielinās, un tādēļ tas ir viegli uninitiated pierādīt pārsteidzošu triks - vārot ūdenī, kura temperatūra ir tikai 80 grādi pēc Celsija vai šķietami ir pretrunā ar veselo saprātu, vairāk nekā tajā pašā 110 grādiem pēc Celsija.

Tas ir tāpēc, ka pēc tam, kad pētot uzvedību gāzes, tvaiku, kad pakļauti siltuma avotu par šo jautājumu, jo galu galā, un dažādas siltuma dzinējiem ir izveidots: tvaika dzinējs, portatīvo dzinējs, dzinējs, iekšdedzes dzinējs. Un tikai nedaudzi zina, ka pirmdzimtais starp tām, protams, būtu jāuzskata par balonu.