studere de fysiske egenskaber af gassen
historie videnskabelig opdagelse begynder ofte med, at den "rigtige" person, på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt.Dette er, hvad der skete med studiet af gasser.Fransk fysiker, kemiker, ingeniør Serge Charles blev interesseret i luftfart.I denne henseende var det nødvendigt at undersøge temperaturafhængigheden af trykluft.Selvfølgelig har varmen altid været det første værktøj for forskere.Stadig, en kraftfuld, let at kontrollere kilden til energi og er altid ved hånden.Den ældste instrument for viden har altid været en prøvesten for "godt, godt, lad os se hvad der sker, når det er følsomt over for varme, og hvis du tilføjer ..." osv
Og hvad er så interessant fundet Charles i gasser?Gør din forskning.Tag et glasrør, på den ene side vil lukke tæt, og arrangere i et stempel, der glider gennem røret.Næste for at etablere varmekilden - den sædvanlige alkohol lampe - og udstyre vores laboratorium bænk målere af temperatur og tryk - faktisk temperaturafhængighed af det pres, vi kommer til at udforske.Lad os starte ...
Vi har en vis mængde gas i mængden om afgrænsede rundbundet cylinder og stempel.Vi fix stemplet og podogreem alkohol lampe testgas.Vi skriver flere trykværdier Pn og temperatur Tn gas.Analysere dataene, ser vi, at temperaturafhængigheden af trykket er proportional med tegnet - stiger med stigende temperatur og tryk.Bemærk, at stemplet udsættes for tryk på forskellige måder: udefra - det er atmosfærisk, og indersiden - fra den opvarmede gas.For den næste eksperiment fjerne en klemme stempel og se, at stemplet flytter til trykudligning.Men den ændrede mængde gas, og mængden (vægt) forbliver den samme.Vi konkluderer, at fik Charles: ved konstant volumen og masse af gastrykket er direkte proportional med temperatur - enkelt og smagfuldt.
Med andre ord, ved en konstant mængde af varme stiger tryk og ved konstant tryk øger lydstyrken, når det opvarmes.For luftfart, betød det, at når de opvarmes luft fra brænderen, det udvider og dens volumen øges, og mængden af en kugle - ikke.Så når bolden forlader luften og inde luftmassen er mindre end massen af det samme volumen luft udefra.Fires Archimedes 'princip, og bolden forbliver intet hvordan at flyve til glæde for publikum.
Men det mest bemærkelsesværdige fund er, at trykket P og temperaturen T er relateret af P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.Det kan fortolkes forskelligt: P = k * T, hvor k - nogle gaskonstanten.Hvis disse forbindelser anvendes på de enhedsværdier for temperatur, tryk og volumen, er det muligt at opnå en velkendt konstanter.For eksempel volumengasmålere stiger under opvarmning af 1 ° til 1/273 af den oprindelige værdi.
afgjort mere interesse er afhængighed af trykket af temperaturen af stoffer under faseovergange, for eksempel en væske til en gas.Den nærmeste genstand for undersøgelser af denne art er vand.Dannet over overfladen af vanddampen er en følge af overgangen fra et bestemt antal vandmolekyler fra det ydre miljø.Dette blev hæmmet af to faktorer - overfladespændingen og det ydre tryk.Overvindelse dem har råd til kun molekyler med tilstrækkelig potentiel energi - svarende temperatur.Der er to måder at opnå dette potentiale: Det er muligt at øge energien af molekylerne ved at opvarme vand eller reducere modstand mod ydre tryk.Den første metode bekræftes af velkendt faktum - opvarmede vand fordamper hurtigere, og det andet - sænker tærsklen energi af molekylerne, forlader "forældre" miljø.
vende tilbage til vores laboratorium indstilling.Rummet under stemplet er fyldt med vand, meget lidt, bare 20-40 g Bemærk at stemplet skal bevæge sig frit, og systemet bør være afbrudt ventil.Hvis vandet opvarmes, den resulterende vanddamp bevæger stemplet og frigør sig selv "et sted under solen."Rummet over stemplet at blive forbundet til en luftkilde trykændringer, for eksempel at installere en anden manuelt betjent stempelstang.Nu kan du udforske afhængighed af temperaturen af damptrykket.Ved at bevæge stemplet og stangen, ændre udseendet af det første stempel tryk.Foreløbige data fix.Korrekt vil registrere temperaturen af damp på et stabilt, dvs.uændret, i det mindste kortfattet, betydningen.Hvis vi forsømmer varmeveksling med omgivelserne, adfærd parret er ikke meget forskellig fra opførslen af en idealgas.
Interessant, selv ved en sådan primitiv indstilling kan observeres afhængighed af kogepunktet for tryk.Husk på, at kaldes kogende overgang fra væske til damp til at danne bobler i hele volumen af væske.Såledeskoge meget let at rette.Og der er også stigende pres til kogetemperatur af de flydende stiger, og derfor er det nemt for uindviede at påvise en forbløffende trick - kogende vand ved en temperatur på kun 80 grader Celsius eller tilsyneladende modsætning til almindelig sund fornuft, mere end 110 af samme grader Celsius.
Så efter at have undersøgt opførslen af en gas, dampe, når de udsættes for varme kilder på området, i sidste ende, og blev skabt af de forskellige varme motorer: dampmaskinen, bærbare motor, damp motor, forbrændingsmotoren.Og få ved, at den første-fødte blandt dem naturligvis bør betragtes som en ballon.
