badać właściwości fizyczne gazu
historii odkryć naukowych często zaczyna się od tego, że "prawo" osoba w odpowiednim miejscu w odpowiednim czasie.To jest to, co się stało z badania gazów.Francuski fizyk, chemik, inżynier Serge Karol zainteresował się aeronautyki.W związku z tym, konieczne było badać zależność temperaturową ciśnienia powietrza.Oczywiście, upał był zawsze pierwszym narzędziem naukowców.Mimo to, mocny, łatwy do kontrolowania źródła energii i jest zawsze pod ręką.Najstarszy instrument wiedzy zawsze była probierzem "dobrze, dobrze, zobaczmy, co się stanie, gdy jest wrażliwe na ciepło, a jeśli dodać ..." itd.
A co jest tak interesująca znaleźć Karola w gazach?Czy badania.Wziąć szklanej rurki, z jednej strony będzie szczelnie zamknąć i rozmieścić w tłok, który ślizga się w rurze.Następny w celu ustalenia źródła ciepła - zwykle lampy alkoholu - i wyposażyć nasze laboratoryjne mierniki ława temperatury i ciśnienia - w rzeczywistości zależność temperaturową ciśnienia mamy zamiar zbadać.Zacznijmy ...
Mamy pewną ilość gazu w objętości ograniczone cylinder osadowy i tłok.Naprawimy gazu testowego lampy tłok i alkoholu podogreem.Piszemy więcej wartości ciśnienia i temperatury Tn Pn gazu.Analizowanie danych widać, że zależność temperaturową ciśnienia jest proporcjonalna do charakteru - zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia.Należy zauważyć, że tłok jest pod ciśnieniem na różne sposoby: z zewnątrz - jest atmosferyczne i wewnątrz - z ogrzewanym gazem.Na następnym eksperymencie wyjąć tłok zacisku i zobaczyć, że tłok porusza się wyrównanie ciśnienia.Ale zmieniono ilość gazu, a ilość (wagowo) pozostaje taka sama.Możemy stwierdzić, że dostał Charles: w stałej objętości i masy ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury - prosto i gustownie.
Innymi słowy, w stałej objętości, ciśnienie zwiększa się ogrzewanie i przy stałym nacisku zwiększa objętość po podgrzaniu.Dla aeronautyki, oznaczało to, że po podgrzaniu powietrza z palnika, to rozwija się i wzrasta jej objętości, a objętość kuli - nie.Tak więc, gdy kulki pozostawia powietrze i wewnątrz masy powietrza jest mniejsza niż masa tej samej objętości powietrza z zewnątrz.Wystrzeliwuje prawa Archimedesa, a piłka pozostaje nic, jak latać ku uciesze publiczności.
Ale najbardziej niezwykłe odkrycie jest, że ciśnienie i temperatura P T są związane przez P1 / P2 / T1 = T2 = .... = Pn / Tn = const.Może to być interpretowane inaczej: P = k * T, gdzie k - niektóre stała gazowa.Jeśli stosunki te są stosowane w odniesieniu do wartości jednostkowej temperatury, ciśnienia i ilości, możliwe jest uzyskanie dobrze znanymi stałymi.Przykładowo, zwiększa objętość gazu podczas ogrzewania 1 ° do 1/273 pierwotnej wartości.
zdecydowanie większe zainteresowanie jest zależność ciśnienia od temperatury substancji podczas przejścia fazowego, na przykład cieczy do gazu.Najbliższy obiekt do badań tego typu jest woda.Utworzona na powierzchni pary wodnej jest konsekwencją przejścia do liczby cząsteczek wody z otoczenia zewnętrznego.Było to utrudnione przez dwa czynniki - napięciem powierzchniowym i ciśnieniem zewnętrznym.Pokonanie ich może sobie pozwolić tylko cząsteczki mające wystarczający potencjał energii - równoważna temperatury.Istnieją dwa sposoby, w celu osiągnięcia tego potencjału: jest to możliwe, aby zwiększyć energię cząsteczek wody ogrzewania lub zmniejszenia odporności na naciski z zewnątrz.Pierwsza metoda jest potwierdzona przez dobrze znany fakt, - podgrzana woda paruje szybciej, a drugi - obniża wartość energii cząsteczek, pozostawiając "nadrzędny" środowisko.
powrócić do naszej warunkach laboratoryjnych.Przestrzeń pod tłok jest wypełniona wodą, bardzo mało, zaledwie 20-40 g Uwaga, że tłok musi poruszać się swobodnie, a system powinien być przerwana zawór.Jeśli woda jest podgrzewana, powstała para wodna przesuwa tłok i uwalnia się "miejsce pod słońcem."Przestrzeń nad tłokiem być podłączony do źródła zmian ciśnienia atmosferycznego, na przykład przy użyciu drugiego obsługiwany ręcznie tłoczysko.Teraz można zbadać zależność temperatury ciśnienia pary.Przesuwając tłok i drążek zmienić wygląd pierwsze ciśnienie tłoka.Dane Śródroczne naprawić.Poprawnie rejestruje temperaturę pary na stałym, czyliniezmienione, przynajmniej na krótko znaczenie.Jeśli pominiemy wymiany ciepła z otoczeniem, zachowanie się pary nie jest bardzo odmienne od zachowania idealnego gazu.
ciekawe, nawet przy takim ustawieniu pierwotnej można zauważyć zależność temperatury wrzenia ciśnieniem.Przypomnijmy, że zwany wrzenia przejścia od cieczy, pary wodnej w celu wytworzenia pęcherzyków w całej objętości płynu.Tak więcgotować bardzo łatwe do naprawienia.I jest również zwiększanie ciśnienia na temperaturę płynu zwiększy wrzenia, i w związku z tym, jest to łatwe dla laika wykazać zdumiewającą lewę - gotowanie wody w temperaturze tylko 80 ° C, lub pozornie sprzeczne rozsądku, ponad 110 tego samego stopni Celsjusza.
Więc po zbadaniu zachowania się gazu, pary pod wpływem ciepła źródła w tej sprawie, w końcu, i zostały stworzone przez różnych silników cieplnych: silnik parowy, przenośny silnika, silnik parowy, silnik spalinowy.I niewielu wie, że pierworodny pośród nich, oczywiście, należy uznać za balon.
