Për të hetuar varësinë e presionit në temperaturë të - asgjë nuk mund të thjeshta ...

Studimi i karakteristikave fizike të gazit

Historia e zbulimit shkencor shpesh fillon me faktin se personi i "duhur" në vendin e duhur në kohën e duhur. Kjo është ajo që ka ndodhur me studimin e gazeve. fizikan francez, kimist, inxhinier Serge Charles bë i interesuar në aeronautika. Në këtë drejtim, ajo ishte e nevojshme për të studiuar varësinë e presionit mbi temperaturën e ajrit. Natyrisht, ngrohjes ka qenë gjithmonë mjeti i parë i studiuesve. Megjithatë, një i fuqishëm, të lehtë për të kontrolluar burimin e energjisë, dhe gjithmonë në dorë. Instrumenti më i lashtë i njohurive ka qenë gjithmonë guri i provës i "mirë, mirë, le të shohim se çfarë do të ndodhë kur ajo është e ndjeshme për të ngrohur, dhe në qoftë se ju shtoni ..." etj

Dhe çfarë është aq interesante për të gjetur Charles në gazet? Ne kryer kërkime tuaj. Merrni tub qelqi, në njërën anë ajo do të mbyllet fort, dhe të organizojmë në brendësi të një pistoni që slides përgjatë tubit. Next vendosur burimin e nxehtësisë - llambën e zakonshme alkoolit - dhe të pajisur laboratorin tonë stol mat temperaturën dhe presionin - ajo ishte në temperatura varësinë e presionit ne jemi duke shkuar për të eksploruar. Pra, le të fillojmë ...

Ne kemi një sasi të caktuar të gazit në vëllimin kufizohet cilindër fund dhe pistoni. Rregulluar llamba alkool piston podogreem dhe gazin test. Ne shkruani numrin e vlerave të presionit Pn dhe me shkurtesën Tn temperaturës gazit. Në analizimin e të dhënave të marra, ne shohim se varësia presioni i temperaturës është natyra proporcional - rritet me temperaturë në rritje dhe presion. Vini re se pistoni është nënshtruar presioneve të ndryshme: jashtë - është atmosferike, dhe brenda - nga gazi të nxehtë. Për eksperiment ardhshëm do të heq mbajtëse pistoni dhe shihni se pistoni lëviz në barazimin presion. Por kjo do të ndryshojë sasinë e gazit, dhe shuma (pesha) ka mbetur e njëjtë. Ne konkludojmë që ka marrë Charles: masa konstante dhe vëllimin e presionit të gazit është në proporcion të temperaturës - thjesht dhe i shijshëm.

Me fjalë të tjera, në vëllim konstant, e rrit presionin për ngrohje, dhe në presion të vazhdueshëm, ndërsa ngrohjen shumë rritet. Për ngritje është menduar që gjatë ngrohjen e ajrit nga ndezjes, ajo zgjeron dhe rritet e saj volumit, dhe vëllimi i sferës - nr. Për këtë arsye, me ajër të tepërt lë topin dhe brenda është masa e ajrit më pak se masa e të njëjtin vëllim të ajrit nga jashtë. Zjarret parimin e Arkimedit ", dhe topi është asgjë për të bërë, por për të fluturuar për kënaqësinë e audiencës.

Megjithatë, gjetja më e shquar është se P presioni dhe temperatura T janë të lidhura nga P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / TN = KUSHTETUESE. Ajo mund të interpretohet në mënyra të ndryshme: P = k * T, ku k - një lloj konstante gazit. Nëse do të zbatohen këto marrëdhënie me vlerat e temperaturës individuale, presionit dhe volumit, ju mund të merrni një konstante të mirë-njohur. Për shembull, vëllimi i gazit është rritur gjatë ngrohjes në 1 shkallë në 1/273 të vlerës fillestare.

Sigurisht, interes të madh është varësia presioni i një substancave në temperaturën e tranzicionit faza, për shembull, të lëngshme të gazit. Objekti më i afërt për studime të këtij lloji është uji. Formuar mbi avujt e ujit është pasojë e tranzicionit të një numri të caktuar të molekulave të ujit nga mjedisi i jashtëm. Kjo është penguar nga dy faktorë - forcat e tensionit sipërfaqësor dhe presionit të jashtëm. Kapërcyer ato mund të përballojë vetëm molekulat me potencial të mjaftueshëm të energjisë - Temperatura ekuivalente. Ka dy mënyra për të arritur këtë kapacitet: është e mundur për të rritur energjinë e molekulave të ujit nga ana e ngrohjes ose reduktuar rezistencë ndaj presionit të jashtëm. Metoda e parë është konfirmuar nga fakti i njohur - ujë të nxehtë avullohet shpejt, dhe e dyta - uljen molekula pragun e energjisë lënë në "prind" mjedisin.

Le të kthehemi në vendosjen tonë laboratorike. Hapësira nën pistoni është e mbushur me ujë, vetëm pak, vetëm 20-40 g Vini re se pistoni duhet të lëvizin lirshëm, dhe sistemi duhet të fajësohet valvul. Nëse uji është i nxehtë, avujt e ujit formuar do të zhvendoset pistonin dhe lirimin veten "vend në diell." Hapësira sipër të pistonit të jetë i lidhur në një furnizimin e ajrit me një presion të ndryshueshëm, për shembull, të vendosur shufrën e dytë pistoni manualisht administrueshme. Tani është e mundur për të hetuar varësinë e presionit të avullit nga temperatura. Lëvizur pistonin dhe shufrën, ndryshimin e presionit të jashtëm të pistonit të parë. të dhënat e ndërmjetme të rregulluar. Korrekt do të kapur e temperaturës avull gjatë të qëndrueshme, dmth pandryshuar, edhe pse për pak kohë, kuptimi. Nëse do të lënë pas dore shkëmbimin e nxehtësisë me mjedisin, sjellja e çiftit nuk është shumë e ndryshme nga sjellja e një gazi ideal.

Interesante, madje edhe në një organizim të tillë primitive mund të vërehet varësinë pikën e vlimit të presionit. Kujtojnë se quajtur tranzicionit të lëngshme vluar nga avujt me formimin e flluska të gjithë vëllimit të lëngshme. kështu rregulluar vlim shumë lehtë. Këtu përsëri rrit presionin, të lëngshme kuzhinat rritet temperatura, dhe për këtë arsye, ajo është e lehtë për uninitiated për të demonstruar habitshme mashtrim - ujë të vluar në një temperaturë prej vetëm 80 gradë Celsius ose në dukje në kundërshtim me sens të përbashkët, më shumë se e njëjta 110 gradë Celsius.

Kjo për shkak se pas kërkimeve sjelljen e gazit, avullit kur të ekspozuar ndaj nxehtësisë burimeve lidhur me këtë çështje, në fund, dhe makina të ndryshme të nxehtësisë janë krijuar: motori me avull, motor portativ, motori, motori me djegie të brendshme. Dhe pak e dinë se i parëlinduri në mes të tyre, natyrisht, duhet të konsiderohet si një tullumbace.