392 Shares 4700 views

Aby zbadać zależność ciśnienia od temperatury – nic nie mogło być prostsze …

Badanie własności fizycznych gazów


Historia odkrycia naukowe często zaczyna się od tego, że „prawo” osoba w odpowiednim miejscu w odpowiednim czasie. To, co stało się z badaniem gazów. Francuski fizyk, chemik, inżynier Serge Karol zainteresował się aeronautyki. W związku z tym, konieczne było badać zależność ciśnienia od temperatury powietrza. Oczywiście, upał był zawsze pierwszym narzędziem naukowców. Mimo to, mocny, łatwy do kontrolowania źródła energii i zawsze pod ręką. Najstarszy instrument wiedzy zawsze była probierzem „dobrze, dobrze, zobaczmy, co się stanie, kiedy jest wrażliwy na ciepło, a jeśli dodać …” etc.

A co jest takiego ciekawego znaleźć Charlesa w gazach? Realizujemy własne badania. Zapoznaj się z szklanej rurki, z jednej strony będzie ona szczelnie zamknąć i zorganizować wewnątrz tłoka, który przesuwa się wzdłuż rury. Następny ustawić źródło ciepła – zwykłą lampę alkoholu – i wyposażyć nasze laboratorium ława wskaźniki temperatury i ciśnienia – to było na zależność temperatury od ciśnienia idziemy do zbadania. Więc zacznijmy …

Mamy pewną ilość gazu w objętości ograniczony osadowy cylinder i tłok. Ustalić podogreem tłok lampy alkoholu i gazu testowego. Piszemy liczbę wartości ciśnienia PN i temperatury Tn gazu. Analizując uzyskane dane, widzimy, że zależność ciśnienia od temperatury jest proporcjonalny charakter – wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia. Należy zauważyć, że tłok jest poddawana różnym ciśnieniem: na zewnątrz – jest atmosferyczne i wewnątrz – z ogrzanego gazu. Na następnym eksperymencie usunie zabezpieczenie tłoka i zobaczyć, że tłok porusza się do wyrównywania ciśnienia. Ale to się zmieni ilość gazu, a ilość (masa) pozostała taka sama. Wnioskujemy, że otrzymał Charles: stała masa i wielkość ciśnienia gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury – prosty i gustowny.

Innymi słowy, w stałej objętości, rośnie ciśnienie podczas ogrzewania i pod stałym ciśnieniem podczas ogrzewania kwota wzrasta. Do nadmuchania rozumie się, że podczas ogrzewania powietrza z palnika, to rozwija się i wzrasta jej objętości, a objętość kuli – nie. W związku z tym nadmiar powietrza opuszcza piłki i w środku jest masa powietrza mniejszej niż masa tej samej ilości powietrza z zewnątrz. Fires zasady Archimedesa, a piłka jest nic innego, jak latać ku uciesze publiczności.

Jednakże, najbardziej godne uwagi jest to, że ustalenie ciśnienia AP i temperatury T są powiązane P1 / P2 = T1 / T2 = …. = Pn / TN = const. Może to być interpretowane w różny sposób: P = k * T, gdzie k – rodzaj stałej gazowej. Jeśli zastosujemy te stosunki do indywidualnej wartości temperatury, ciśnienia i objętości, można uzyskać dobrze znany stałe. Na przykład, objętość gazu zwiększa się w trakcie ogrzewania w temperaturze 1 ° do 1/273 początkowej wartości.

Oczywiście, duże zainteresowanie jest zależność ciśnienia od substancji w temperaturze przemiany fazowej, na przykład cieczy do gazu. Najbliższy obiekt do badań tego typu jest woda. Założony powyżej pary wodnej jest konsekwencją przejścia do liczby cząsteczek wody z otoczenia zewnętrznego. Jest to utrudnione przez dwa czynniki – sił napięcia powierzchniowego i ciśnienia zewnętrznego. Zaradcze można sobie pozwolić tylko cząsteczkach dostateczną potencjału energetycznego – ekwiwalent temperatury. Istnieją dwa sposoby, aby to osiągnąć wydajność: to jest możliwe, aby zwiększyć energię cząsteczek wody przez ogrzewanie lub zmniejszoną odporność na ciśnienie zewnętrzne. Pierwsza metoda jest potwierdzona przez znany fakt – podgrzana woda szybko paruje, a drugi – zmniejszenie cząsteczki próg energetyczny pozostawiając „rodzic” otoczenia.

Wróćmy do naszego warunkach laboratoryjnych. Przestrzenią poniżej tłoka jest wypełniona wodą, tylko niewiele tylko 20-40 g zauważyć, że tłok musi poruszać się swobodnie, a system powinien być przerwana zaworu. Jeśli woda jest podgrzewana, para wodna utworzona przesunie tłok i uwolnić się „miejsce pod słońcem”. Przestrzeń nad tłok jest połączony ze źródłem powietrza pod ciśnieniem zmiennym, na przykład, ustawienie drugiego tłoczyska ręcznie opanowania. Teraz jest to możliwe, aby zbadać zależność temperaturową ciśnienia pary. Przesuwając tłok i drążek, zmiany ciśnienia zewnętrznego do pierwszego tłoka. Dane pośrednie naprawić. Prawidłowe uchwycić temperatury pary w stałej, tj niezmienione, przynajmniej na krótko znaczenie. Jeśli zaniedbamy wymianę ciepła z otoczeniem, zachowanie tej pary nie jest bardzo różni się od zachowania idealnego gazu.

Co ciekawe, nawet przy takiej konfiguracji pierwotnej można zauważyć zależność temperatura wrzenia ciśnienia. Przypomnijmy, że zwana przejściową wrząca ciecz dla pary wodnej z tworzeniem pęcherzyków w całej objętości cieczy. a zatem naprawić gotować bardzo łatwo. Tutaj znowu wzrasta ciśnienie, ciecz zwiększa temperaturę wrzenia, i w związku z tym, jest to łatwe dla laika wykazać zaskakujące podstęp – gotowanie wody o temperaturze zaledwie 80 stopni Celsjusza lub pozornie sprzecznych rozsądku, więcej niż w tym samym 110 stopni Celsjusza.

To dlatego, że po badaniu zachowania się gazu, pary pod wpływem ciepła źródła w tej sprawie, w końcu i różnych silników cieplnych zostały utworzone: silnik parowy, przenośny silnik, silnik, silnik spalinowy. I niewielu wie, że pierworodnym pośród nich, oczywiście, należy uznać za balon.