№1 лабораториалыº ж½мыс
жүктеу/скачать 5,85 Mb.
|
Нупирова А.М. Механика және молекулалық физика бөлімдері бойынша лаборатиялық практикум 2
| Жұмыстың мақсаты: Бойль-Мариотт заңын тәжірибе жүзінде тексеру, осы заңды белгісіз көлемді табуға қолдану.
Құрал-жабдықтар: ЛКТ-2 қондырғысы (4.1 сурет), сусыма материалдар. Жұмыстың қысқаша теориясы Б ойль-Мариотт заңы - негізгі газ заңдарының бірі. 1662 ж. ирландтық физик, химик және философ Роберт Бойль және Бойльге тәуелсіз 1676 ж. француз физигі Эдма Мариотт ашқан, осы ғалымдардың құрметіне Бойль-Мариотт заңы деп аталған. Заң Менделеев-Клапейрон заңының дербес түрі. Егер T=const болса, онда процесс изотермдік (тұрақты температура кезінде өтетін) болады. Сонда, немесе (4.1) мұндағы р1, p2, V1, V2 - кезіндегі берілген газ массасының изотермдік процестің басындағы және аяғындағы қысымдары мен көлемдері. Қысымы р1 газ орналасқан көлемі V1 ыдысты қысымы p2 газ толтырылған көлемі V2 ыдыспен жалғастырсақ, екі көлемдегі газдар араласып, бірдей және тұрақты температура болған жағдайда, Бойль-Мариотт заңын (4.1) сәйкес ыдыстарда төмендегідей ортақ қысым қалыптастырады: p(V1 +V2) = p1V1 + p2V2 немесе (4.2) Осыған сәйкес, мысалы, бірінші ыдыстағы қысым өзгерісі мынаған тең: (4.3) (4.2) мен (4.3) қатынастары толық қысым үшін дұрыс, өйткені тәжірибедегі өлшенген қысым атмосфералық қысымнан асып кетеді. Жұмыстың орындалу тәртібі Газ-сұйықтық -№2” және баллондар блогы «Автоклав» модулінен (1), манометрден (2), тармақтардан (разветвитель) (3), штуцері бар краннан (4) және секундомерден (5) тұрады (4.1 сурет). Газ-сұйықтық - №2” блогы 1. Бойль - Мариотт заңын тексеру 1.1. Манометр тармақтарында (разветвитель) 4 шығыс бар. Силикон шлангтардың көмегімен V1 көлемді ("Б1" және "Б2" баллондардағы ауаның температурасы T1 бөлме температурасына тең) "Б1" немесе "Б2" баллондар блогын манометр тармағының екінші шығысына, тармақтың үшінші шығысына К1 кранның оң жағындағы ұшын, тармақтың төртінші шығысына К2 кранның оң жағындағы ұшына жалғаңыздар (4.2 сурет). Манометр тармағының қалған бір шығысын тығынмен тығындап қойыңыздар. Манометр "Б1" немесе "Б2" баллондардағы қысымның 0 мм.сын.бағ. екенін көрсетеді, бірақ баллондағы ауа қысымы атмосфералық қысымға тең. Бұл манометр дәл қысымды емес, атмосфералық қысымнан жоғары қысымды көрсетеді деген сөз. 1.2. К2 кранның сол жағындағы шығысына V2 көлемі белгілі қосымша баллонды жалғаңыздар. Бұл баллондағы ауа қысымы р2 атмосфералық қысымға және T2 температураға тең (қосымша баллондағы температура бөлме температурасына тең болу үшін баллонды қолмен ұстауға болмайды, тек басынан ұстаған дұрыс). 1.3. К1 кранның сол жағындағы ұшына силикон шлангының көмегімен компрессорды жалғаңыздар. К1 кранды ашыңыздар, бұл кезде компрессор манометрмен және "Б1" немесе "Б2" баллондар блогымен жалғанады. 4.2 сурет 1.4. Компрессорды қосыңыздар. К1 ашық кран арқылы ауа "Б1" немесе "Б2" баллондар блогына жіберіледі. "Б1" немесе "Б2" баллондар блогына р1 қысым 130 мм.сын.бағ. жеткенге дейін ауаны айдаңыздар, ал р2 =0. (Ескерту: р2=O болуы, манометр атмосфералық қысымнан жоғары қысымды көрсететінін білдіреді). 1.5. Компрессорды өшіріп, К1 кранды жабыңыздар. Осы кезде компрессор толығымен жабылады да оған ауа қайта бармайды. 1.6. К2 кранды ашыңыздар. Сонда "Б1" немесе "Б2" баллондар блогы қысымы p1 газ орналасқан көлемі V1 ыдыс пен қысымы p2 газ толтырылған көлемі V2 ыдыс жалғастырылады, да P қысым тұрақтанады. 1-2 минуттан кейін тұрақтанған р-ның көрсеткен мәнін жазып алыңыздар. Осы мән Ртэж қысым болып табылады. 1.7. Алынған тәжірибе нәтижелерін жоғарыдағы (4.2) формуламен тексеріңіздер. Ол үшін осы формуламен қысымның теориялық мәнін, 1.2 пункттен алынған эксперименталды нәтиже мәнімен салыстырыңыздар. Өлшенген шамалар ретінде атмосфералық қысымнан асқан қысымды қолданыңыздар (сондықтан р2 = 0). V1 және V2 мензуркамен өлшенеді немесе қондырғының құжатында берілген мәндер қолданылады. V1 = л; V2 = л; р1= 140 - 200 мм. сын. бағ.; р2= 0. Ртәж = мм. сын. бағ. Ртеор = (р1V1+ p2V2)/(V 1 + V2) = _ мм. сын. бағ. 2.Ыдыстың белгісіз көлемін анықтау Егер V1 және P1, P2 мен Р қысымдары белгілі болса, онда (4.2) формуламен V2 табуға болады: (4.4) 4.2 - суреттегі қондырғы қолданылады. 2.1. Алдыңғы бөлімдегі 1.1-1.6 пунктті қайталаңыздар. 2.2. (4.4) формуламен V2 көлемді есептеңіздер. 2.3. V2 көлемді құжаттағы нәтижелермен тексеріңіздер. V1 = л; P1 = 140 - 200 мм. сын. бағ.; P2=0; P = мм. сын. бағ = л. V2 (құжат бойынша) = л. 3. Сусыма (сыпучих) материалдардың "таза" көлемін анықтау Бұл мәселе ауыл шаруашылық өнімдердің (мысалы, бидай), құрылыс материалдарының (мысалы, гипс) т. б. сусыма материалдардың тығыздығын анықтау үшін өзекті. ρ тығыздықты анықтау үшін, материал бөлшектерінің арасындағы ауа жолақтарын есепке алмай, материалдардың "таза" көлемін өлшеу керек. Ол үшін тәжірибені екі рет қайталау қажет: алдымен бос ыдыстың V2 көлемін өлшеп, сосын сусыма материалмен жоғарыға дейін толған ыдыстың V2' көлемін өлшеңіздер. Материалдың ізделініп отырған көлемі: V = V2 - V2'. (4.5) Таза көлемді анықтау үшін 4.2 суреттегі қондырғы қолданылады. 3.1 Бос ыдысты пайдаланып алдыңғы бөлімдегі 1.1-1.6 пунктті қайталаңыздар. 3.2 Алынған тәжірибе нәтижелерін пайдаланып, формуламен V2 бос ыдыстың көлемін есептеңіздер. 3.3 Осы ыдысты сусыма материалмен толтырып, 1.1-1.6 пунктті қайталаңыздар. 3.4 Алынған тәжірибе нәтижелерін пайдаланып, (4.4) формуламен V2' сусыма материалмен толған ыдыстың көлемін есептеңіздер. 3.5 (4.5) формуланы пайдаланып, сусыма материалдың "таза" көлемін есептеңіздер. Бос ыдыстың көлемін анықтау V1 = л; P1 = 140 - 200 мм. сын. бағ.; P2= 0; Р =_ мм. сын. бағ. = л. Сусыма материалмен толган ыдыстың көлемін анықтау V1' = л; P1'= 140 - 200 мм. сын. баг.; P2= 0; Р' = мм. сын. баг. = л. Сусыма материалдың "таза" көлемін анықтау V = V2- V2' = л. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАР Газ заңдарын тұжырымдаңыз, олардың математикалық теңдеуін жазыңыз. p,V; p,T; V,T осьтерінде график салыңыз. Изопроцесс тұрақтыларының физикалық мағынасы қандай? Дальтон заңын тұжырымдаңыз. № 5 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ жұмысЫ жүктеу/скачать 5,85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|