mempelajari karakteristik fisik dari gas sejarah
penemuan ilmiah sering dimulai dengan fakta bahwa "benar" orang di tempat yang tepat pada waktu yang tepat.Inilah yang terjadi dengan studi gas.Fisikawan Perancis, ahli kimia, insinyur Serge Charles menjadi tertarik pada aeronautika.Dalam hal ini, itu perlu untuk mempelajari ketergantungan suhu udara tekanan.Tentu saja, panas selalu menjadi alat pertama peneliti.Namun, kuat, mudah untuk mengontrol sumber energi dan selalu di tangan.Instrumen yang paling kuno pengetahuan selalu menjadi batu ujian dari "baik, baik, mari kita lihat apa yang terjadi ketika itu sensitif terhadap panas, dan jika Anda menambahkan ..." dll
Dan apa yang begitu menarik ditemukan Charles dalam gas?Melakukan penelitian Anda.Mengambil tabung kaca, di satu sisi akan menutup erat, dan mengatur dalam piston yang meluncur melalui tabung.Berikutnya untuk membangun sumber panas - lampu alkohol biasa - dan melengkapi laboratorium kami pengukur bangku suhu dan tekanan - sebenarnya ketergantungan suhu tekanan kita akan mengeksplorasi.Mari kita mulai ...
Kami memiliki sejumlah gas dalam volume yang dibatasi silinder Bottomed dan piston.Kami memperbaiki piston dan podogreem alkohol gas uji lampu.Kami menulis nilai tekanan lebih Pn dan suhu Tn gas.Menganalisis data, kita melihat bahwa ketergantungan suhu tekanan sebanding dengan karakter - meningkat dengan meningkatnya suhu dan tekanan.Perhatikan bahwa piston mengalami tekanan dengan cara yang berbeda: dari luar - itu adalah atmosfer, dan dalam - dari gas dipanaskan.Untuk percobaan berikutnya menghapus piston penjepit dan melihat bahwa piston bergerak untuk menekan pemerataan.Tapi itu berubah volume gas, dan jumlah (berat) tetap sama.Kami menyimpulkan bahwa mendapat Charles: pada volume konstan dan massa tekanan gas berbanding lurus dengan suhu - sederhana dan selera.
Dengan kata lain, pada volume konstan tekanan pemanasan meningkat dan pada tekanan konstan meningkatkan volume ketika dipanaskan.Untuk aeronautika, ini berarti bahwa ketika dipanaskan pesawat dari kompor, mengembang dan volumenya meningkat, dan volume bola - tidak.Jadi, sekali bola meninggalkan udara dan di dalam massa udara kurang dari massa volume yang sama udara dari luar.Kebakaran prinsip Archimedes ', dan bola tetap ada bagaimana untuk terbang untuk menyenangkan penonton.
Tapi penemuan yang paling luar biasa adalah bahwa P tekanan dan temperatur T yang terkait dengan P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.Hal ini dapat diartikan berbeda: P = k * T, di mana k - beberapa konstanta gas.Jika hubungan ini diterapkan pada nilai-nilai satuan suhu, tekanan, dan volume, adalah mungkin untuk mendapatkan konstanta terkenal.Misalnya, volume meningkat gas selama pemanasan 1 ° ke 1/273 dari nilai asli.
pasti lebih menarik adalah ketergantungan tekanan pada suhu zat selama fase transisi, misalnya, cairan ke gas.Objek terdekat untuk studi semacam ini adalah air.Dibentuk di atas permukaan uap air adalah konsekuensi dari transisi dari sejumlah molekul air dari lingkungan luar.Ini terhalang oleh dua faktor - tegangan permukaan dan tekanan eksternal.Mengatasi mereka mampu hanya molekul dengan potensi energi yang cukup - suhu setara.Ada dua cara untuk mencapai potensi ini: adalah mungkin untuk meningkatkan energi dari molekul air pemanasan atau mengurangi resistensi terhadap tekanan eksternal.Metode pertama dikonfirmasi oleh fakta terkenal - air dipanaskan menguap lebih cepat, dan yang kedua - menurunkan energi ambang molekul, meninggalkan "orang tua" lingkungan.
kembali ke laboratorium kami.Ruang di bawah piston diisi dengan air, sangat sedikit, hanya 20-40 g Perhatikan bahwa piston harus bergerak bebas, dan sistem harus menyalahkan katup.Jika air dipanaskan, uap air yang dihasilkan bergerak piston dan membebaskan dirinya "tempat di bawah matahari."Ruang di atas piston yang akan terhubung ke sumber perubahan tekanan udara, misalnya, untuk menginstal kedua dioperasikan secara manual batang piston.Sekarang Anda dapat menjelajahi ketergantungan suhu tekanan uap.Dengan memindahkan piston dan batang, mengubah tampilan tekanan piston pertama.Data sementara memperbaiki.Benar akan mencatat suhu uap pada stabil, yaitutidak berubah, setidaknya sebentar, maknanya.Jika kita mengabaikan pertukaran panas dengan lingkungan, perilaku pasangan ini tidak jauh berbeda dari perilaku gas ideal.
Menariknya, bahkan pada pengaturan yang primitif dapat diamati ketergantungan suhu didih tekanan.Ingat bahwa yang disebut mendidih transisi dari cair ke uap untuk membentuk gelembung di seluruh volume cairan.Demikianmendidih sangat mudah untuk memperbaiki.Dan ada juga tekanan untuk suhu meningkat cairan mendidih, dan oleh karena itu, mudah bagi yang belum tahu untuk menunjukkan trik menakjubkan - air mendidih pada suhu hanya 80 derajat Celcius, atau tampaknya bertentangan dengan akal sehat, lebih dari 110 yang sama derajat Celcius.
Jadi setelah memeriksa perilaku gas, uap bila terkena panas sumber tentang masalah ini, pada akhirnya, dan diciptakan oleh mesin panas yang berbeda: mesin uap, mesin portabel, mesin uap, mesin pembakaran internal.Dan sedikit yang tahu bahwa pertama lahir di antara mereka, tentu saja, harus dipertimbangkan balon.
