étudier les caractéristiques physiques de la de gaz histoire
de la découverte scientifique commence souvent par le fait que la «bonne» personne à la bonne place au bon moment.Ceci est ce qui est arrivé avec l'étude des gaz.Physicien français, chimiste, ingénieur Serge Charles est devenu intéressé par l'aéronautique.À cet égard, il a été nécessaire d'étudier l'influence de la température de l'air de pression.Bien entendu, la chaleur a toujours été le premier outil de chercheurs.Pourtant, un puissant, facile à contrôler la source d'énergie et est toujours à portée de main.Le plus ancien instrument de connaissance a toujours été une pierre de touche de "bien, bien, nous allons voir ce qui se passe quand il est sensible à la chaleur, et si vous ajoutez ...», etc.
Et ce qui est si intéressant trouvé Charles à gaz?Faites vos recherches.Prenez un tube de verre, d'une part, il va fermer hermétiquement, et les disposer dans un piston qui glisse à travers le tube.Suivant pour établir la source de chaleur - la lampe à alcool habituelle - et équiper nos laboratoires banc jauges de température et de pression - en fait la dépendance de température de la pression que nous allons explorer.Commençons ...
Nous avons une certaine quantité de gaz dans le volume délimité cylindre à fond et le piston.Nous fixons le gaz d'essai de la lampe piston et l'alcool podogreem.Nous écrivons plusieurs valeurs de la pression et de la température Pn Tn gaz.L'analyse des données, on voit que la dépendance en température de la pression est proportionnelle au caractère - augmente avec la température et la pression augmente.A noter que le piston est soumis à une pression de différentes manières: à partir de l'extérieur - il est atmosphérique, et l'intérieur - à partir du gaz chauffé.Pour l'expérience suivante retirer un piston de serrage et de voir que le piston se déplace pour faire pression sur la péréquation.Mais il a changé le volume de gaz, et la quantité (poids) reste le même.Nous concluons que Charles a obtenu: à volume constant et la masse de la pression du gaz est directement proportionnelle à la température - simplement et avec goût.
En d'autres termes, à un volume constant de la pression augmente le chauffage à pression constante et augmente le volume lorsqu'il est chauffé.Pour l'aéronautique, cela signifiait que lorsque l'air chauffé par le brûleur, il se dilate et son volume augmente, et le volume d'une sphère - pas.Donc, une fois que la balle quitte l'air et à l'intérieur de la masse d'air est inférieure à la masse du même volume d'air provenant de l'extérieur.Tire le principe d'Archimède, et la balle demeure rien à voler à la grande joie de l'auditoire.
Mais le résultat le plus remarquable est que la pression P et de température T sont liées par P1 / P2 = T1 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.Il peut être interprété différemment: P = k * T, où k - une constante de gaz.Si ces relations sont appliquées aux valeurs unitaires de température, la pression et le volume, il est possible d'obtenir un constantes bien connues.Par exemple, les augmentations de volume de gaz au cours du chauffage de 1 ° à 1/273 de la valeur d'origine.
certainement plus d'intérêt est la dépendance de la pression sur la température de substances au cours de transitions de phase, par exemple, un liquide à un gaz.L'objet le plus proche pour des études de ce genre est l'eau.Formée sur la surface de la vapeur d'eau est la conséquence de la transition d'un certain nombre de molécules d'eau de l'environnement extérieur.Cela a été entravée par deux facteurs - la tension superficielle et la pression externe.Pour les surmonter, peuvent se permettre seulement les molécules ayant un potentiel d'énergie suffisante - température équivalente.Il ya deux façons d'atteindre ce potentiel: il est possible d'augmenter l'énergie des molécules d'eau de chauffage ou de réduire la résistance à la pression extérieure.La première méthode est confirmée par le fait bien connu - l'eau chauffée évapore plus rapidement, et le second - abaisse le seuil d'énergie des molécules, quitter l'environnement «parent».
revenir à notre laboratoire.L'espace sous le piston est rempli d'eau, très peu, juste 20-40 g Note que le piston doit se déplacer librement, et le système devrait être en défaut vanne.Si l'eau est chauffée, la vapeur d'eau résultant déplace le piston et se libère "une place sous le soleil."L'espace au-dessus du piston d'être connecté à une source de variations de pression d'air, par exemple, pour installer une seconde tige de piston à commande manuelle.Maintenant, vous pouvez explorer la dépendance de la température de la pression de vapeur.En déplaçant le piston et la tige, changer l'apparence de la première pression de piston.Les données provisoires fixent.Correctement enregistre la température de la vapeur à une constante, à savoirinchangé, au moins brièvement, la signification.Si nous négligeons l'échange de chaleur avec l'environnement, le comportement de la paire est pas très différent du comportement d'un gaz parfait.
intéressant de noter que même à un tel réglage peut être observée primitive dépendance de la température d'ébullition de la pression.Rappelons que l'ébullition appelé transition de l'état liquide à la vapeur pour former des bulles à travers la totalité du volume de liquide.Ainsibouillir très facile à corriger.Et il ya aussi une pression croissante à la température du liquide augmente bouillante, et donc, il est facile pour les non-initiés de démontrer une astuce incroyable - l'eau bouillante à une température de seulement 80 degrés Celsius, ou apparemment contraire au sens commun, plus de 110 de la même degrés Celsius.
Donc, après avoir examiné le comportement d'un gaz, de la vapeur lorsqu'il est exposé à des sources de chaleur sur la question, à la fin, et ont été créés par les différents moteurs thermiques: la machine à vapeur, moteur portable, machine à vapeur, le moteur à combustion interne.Et peu de gens savent que le premier-né d'entre eux, bien sûr, doit être considérée comme un ballon.
