Лабораторная работа "Исследование зависимости между параметрами состояния разреженного газа"

Лабораторная работа №2

«Исследование зависимости между параметрами состояния разреженного газа»

Цель работы: Выяснить, как изменяется давление газа, при изменении объема (при постоянной температуре). Экспериментально проверить справедливость соотношения: p₁ ⋅ V₁=p₂ ⋅ V₂ .

Оборудование: пластиковый сосуд, шприц, пластиковые трубки, термометр, манометр, барометр.

Ход работы.

1.Для проверки закона Бойля-Мариотта сравним два состояния воздуха при комнатной температуре. Температура воздуха 21 ⁰С.

2.Первое состояние давления фиксируем по барометру (атмосферное давление) p₁=745 мм рт. ст.

3.Вычислим объем трубок: 3мл+2 ⋅ 0,5 мл. Объем пластикового сосуда - 40мл, объем шприца- 10мл. Весь объем составляет 54мл. В системе СИ – 54⋅10^-6 м³

4.Для получения второго состояния воздуха, уменьшим объем воздуха в сосуде, двигая поршень шприца до отметки 2мл, что составляет 46⋅10^-6 м³.

5.Измерим давление в сосуде с помощью манометра. С помощью манометра определили, что давление в трубке изменилось на 160 мм рт. ст. Давление воздуха стало равно: p₂=905 мм рт. ст.

6.Выразим давление воздуха в сосуде в системе СИ:

p₁= 133,3 Па⋅ 745 мм рт. ст.=99308,5Па; p₂=133,3 Па⋅ 905 мм рт. ст.=120636,5Па

7 .Заполним таблицу

8. Проверим справедливость соотношения: p₁ ⋅ V₁=p₂ ⋅ V₂ .

p₁ ⋅ V₁=99308,5 ⋅ 54⋅10^-6 = 5,4 Па⋅ м³

p₂ ⋅ V₂=120636,5⋅46⋅10^-6= 5,5 Па⋅ м³

Рассчитаем погрешность при измерениях:

1.Определим среднее значение произведения давления на объем: (p⋅ V)_ср.= (p₁ ⋅ V₁+ p₂ ⋅ V₂)/2 =5,45 Па⋅ м³

2.Среднее значение арифметической погрешности для двух опытов: ∆ p⋅ V_ср.= p₁ ⋅ V₁ - (p⋅ V)_ср . + p ₂ ⋅ V₂ - (p⋅ V) _ср. / 2=0,05

3.Величину относительной погрешности определим по формуле:

σ =∆ p⋅ V_ср. ⋅100% /(p⋅ V)_ср. = 100%

Вывод.

Контрольные вопросы:

1.Какой процесс называется изотермическим?

2.Какой газовый закон описывает изотермический процесс?

3.Формула закона Бойля – Мариотта.