Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака

Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака.
Цель работы: экспериментально проверить справедливость соотношения V1/T1 = V2/T2.
Оборудование:




стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8-10 мм;
цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диаметром 40-50 мм, наполненный горячей
водой (t ~ 60 °С);
стакан с водой комнатной температуры;
пластилин.
Теоретическая часть
Чтобы проверить, выполняется ли закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и
температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить
справедливость равенства V1/T1 = V2/T2. Это можно осуществить, используя в качестве
газа воздух при атмосферном давлении.
Стеклянная трубка открытым концом вверх помещается вертикально на 3-5 мин в
цилиндрический сосуд с горячей водой (рисунок). В этом случае объем воздуха V1 равен
объему стеклянной трубки, а температура температуре горячей воды T1. Это - первое
состояние. Чтобы при переходе воздуха во
второе состояние его количество не
изменилось, открытый конец стеклянной
трубки, находящейся в горячей воде,
замазывают пластилином. После этого
трубку вынимают из сосуда с горячей
водой и замазанный конец быстро
опускают в стакан с водой комнатной температуры (рисунок), а затем прямо под водой
снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься.
После прекращения подъема воды в трубке (рисунок) объем воздуха в ней станет
равным V2<V1, а давление р = ратм - ρgh. Чтобы давление воздуха в трубке вновь стало
равным атмосферному, необходимо увеличивать глубину погружения трубки в стакан до
тех пор, пока уровни воды и в стакане не выровняются (рисунок). Это будет второе
состояние воздуха при температуре T2 окружающего воздуха. Отношение объемов
воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот
воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей
длине V1/V2 = Sl1/Sl2 = l1/l2. Поэтому в работе следует сравнить отношения l1/l2 и T1/T2.
Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура - термометром.
Опытная проверка закона Бойля — Мариотта
Цель: проверить на опыте изотермический закон
P V
P1V1  P2V2 или 1  2
P2 V1
Оборудование:
1)стеклянная трубка, запаянная с одного конца; 2)цилиндрический сосуд с
водой комнатной температуры; 3) барометр-анероид.
Порядок выполнения работы
Чтобы проверить закон Бойля-Мариотта, необходимо измерить давление и объем
газа в двух состояниях при постоянной температуре. Это можно осуществить, используя
воздух при комнатной температуре.
 Наполните измерительный сосуд водой комнатной температуры так, чтобы
уровень воды не доходил до края трубки на 80-100 мм.
 Измерьте длину l стеклянной трубки со шкалой V1  S  l1 .
 Определите с помощью барометра атмосферное давление p1 .

Трубку со шкалой опустите не запаянным концом в цилиндрический сосуд с
водой до дна и измерьте l 2 .
 Новый объем воздуха V2=S  l 2 .


Определите получившееся давление воздуха в трубке
P
l
Сравните отношение 1 и 2 , сделайте вывод о выполнении закона Бойля –
P2 l1
Мариотта.