Para investigar a dependencia da presión sobre a temperatura - Nada podería ser máis simple ...

Estudo das características físicas do gas

A historia do descubrimento científica moitas veces comeza co feito de que a persoa "certa" no lugar seguro no momento. Isto é o que pasou co estudo dos gases. físico francés, químico, enxeñeiro Serge Charles tornouse interesado en aeronáutica. A este respecto, foi necesario para estudar a dependencia da presión sobre a temperatura do aire. Por suposto, a calor foi sempre a primeira ferramenta de investigadores. Aínda así, un poderoso, fácil de controlar a fonte de enerxía, e sempre a man. O instrumento máis antigo do coñecemento sempre foi a pedra de toque do "Ben, ben, imos ver o que vai ocorrer cando é sensible á calor, e se engadir ..." etc

E o que é tan interesante para atopar Charles en gases? Nós realizar a súa propia investigación. Levar o tubo de vidro, por unha banda, vai pechar firmemente, e organizar no interior dun émbolo que desliza ao longo do tubo. A continuación, coloque a fonte de calor - a lámpada habitual de alcohol - e equipar o noso laboratorio bancada Medidores de temperatura e presión - foi no dependencia da temperatura da presión que imos explorar. Polo tanto, imos comezar ...

Temos unha certa cantidade de gas no volume delimitado cilindro asentada eo pistón. Fix lámpada alcohol pistón podogreem eo gas de ensaio. Escribir o número de valores de presión PN ea Tn temperatura do gas. Ao analizar os datos obtidos, vemos que a dependencia da presión da temperatura é a natureza proporcional - aumenta co aumento de temperatura e presión. Nótese que o pistón é suxeito a diferentes presións: fóra - é atmosférica, eo interior - do gas Calefacción. Para a experiencia seguinte eliminará o retenedor do émbolo e ver que o pistón móvese á igualização de presión. Pero vai cambiar a cantidade de gas, ea cantidade (peso) permaneceu o mesmo. Concluímos que recibiu Charles: a masa constante eo volume da presión de gas é directamente proporcional á temperatura - simplemente e de bo gusto.

Noutras palabras, a volume constante, a presión aumenta durante o quecemento, ea unha presión constante, mentres se quentaba cantidade aumenta. Para globo enténdese que durante o quentamento do aire do fogar, que se expande e seu volume aumenta, eo volume da esfera - non. Así, o exceso de aire deixa o balón eo interior é a masa de aire menos que a masa do mesmo volume de aire desde o exterior. Incendios principio de Arquímedes, ea pelota nada que facer, pero para voar para o deleite do público.

Con todo, a conclusión máis notable é que a presión P e temperatura T están relacionados por P1 / P2 = T1 / 2 dormitorios = = .... PN / Tn = Const. Ela pode ser interpretada de forma diferente: P = k * t, onde k - un tipo de gas constante. Se aplicamos esas relacións para valores de temperatura individuais, presión e volume, pode obter unha constantes coñecidas. Por exemplo, o volume de gas aumenta durante o quecemento nun grao de 1/273 do valor inicial.

Claro que, gran interese é a dependencia da presión dunha substancia a unha temperatura de transición de fase, por exemplo, líquido para gas. O obxecto máis próximo para estudos deste tipo é a auga. Formou-se por riba do vapor de auga é a consecuencia da transición dun certo número de moléculas de auga desde o ambiente externo. Isto é impedido por dous factores - as forzas de tensión superficial ea presión externa. Superar poden proporcionar só as moléculas con potencial de enerxía suficiente - temperatura equivalentes. Hai dous xeitos de conseguir esta capacidade, que é posible aumentar a enerxía das moléculas de auga por quecemento ou por redución da resistencia á presión externa. O primeiro método é confirmado polo feito coñecido - a auga quente evapora-se rapidamente, ea segunda - a redución das moléculas de limiar de enerxía que saen do ambiente "pai".

Imos volver ao noso ambiente de laboratorio. O espazo baixo o émbolo está cheo con auga, un pouco, só 20-40 g Nótese que o émbolo ten de moverse libremente, eo sistema debe ser chave criticado. Se a auga é Calefacción, o vapor de auga formado ha desprazar o pistón e liberar-se "lugar ao sol." O espazo por riba do émbolo para ser conectado a un abastecemento de aire con unha presión variable, por exemplo, establecer a segunda hasta de pistón manualmente controlable. Agora é posible investigar a dependencia da temperatura da presión de vapor. Movendo-se o émbolo e hasta, de modificación da presión externa para o primeiro émbolo. Os datos intermedios corrixir. Correctamente pode capturar a temperatura do vapor durante constante, é dicir, inalterado, polo menos brevemente, o significado. Se negligenciarmos o intercambio de calor co medio ambiente, o comportamento do par non é moi diferente do comportamento dun gas ideal.

Interesantemente, mesmo cunha configuración tal primitivo pode ser observado a dependencia do punto de ebulición de presión. Recórdese que líquido en ebulición chamado transición ao vapor coa formación de burbullas por todo o volume de líquido. así fixar a ferver moi facilmente. Aquí, de novo, a presión aumenta, a temperatura do líquido aumenta punto de ebulición, e, polo tanto, é fácil para os non iniciados para demostrar truco sorprendente - auga fervendo a unha temperatura de só 80 graos Celsius ou aparentemente contrarios ao sentido común, máis que o mesmo 110 graos Celsius.

Porque despois de buscar o comportamento de gas, vapor cando exposta a fontes de calor sobre o tema, ao final, e varios motores de calor foron creadas: a máquina de vapor, motor portátil, o motor, o motor de combustión interna. E poucos saben que o primoxénito entre eles, por suposto, debe ser considerada un globo.