Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра. 1) экспериментальная проверка уравнений состояния идеального газа;

 

Кафедра Общей и технической физики

 

 

Цель работы:

1) экспериментальная проверка уравнений состояния идеального газа;

2) демонстрация принципа работы газового термометра.

 

Идеальным называется газ, в котором отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия и возможно пренебрежение размерами молекул газа. Реальные газы с достаточной степенью точности можно считать тогда, когда они находятся в состояниях, далеких от областей фазовых превращений.

Состояние идеального газа характеризуется переменными p, V и T, называемыми параметрами состояния. Процессы в газе также характеризуются величинами D Q и A, определяющими энергетические процессы в системе газ-окружающая среда.

В общем случае состояние идеального газа описывается уравнением Менделеева‑Клапейрона:

[1]

где: p - давление газа, Па;

V - объем, занимаемый газом, м³;

m - масса газа, кг;

m - молярная масса газа, кг/моль;

R - газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль×град;

T - температура, град. К.

В частных случаях вместо уравнения Менделеева-Клапейрона можно использовать законы:

а) Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс): при неизменных температуре и массе произведение численных значений давления и объема газа постоянно:

[2]

б) Закон Гей-Люссака (изобарный процесс): при постоянном давлении объем данной массы газа прямо пропорционален его абсолютной температуре:

[3]

где V _o - объем газа при температуре =273,15°К,

- коэффициент объемного расширения.

в) Закон Шарля (изохорный процесс): при постоянном объеме давление данной массы газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:

[4]

где p _o - давление газа при температуре =273,15°К.