estudar as características físicas do gás história
da descoberta científica muitas vezes começa com o fato de que a pessoa "certa" no lugar certo na hora certa.Isto é o que aconteceu com o estudo de gases.Físico francês, químico, engenheiro Serge Charles tornou-se interessado em aeronáutica.A este respeito, foi necessário para estudar a dependência da temperatura do ar de pressão.Claro que, o calor tem sido sempre a primeira ferramenta de investigadores.Ainda assim, um poderoso, fácil de controlar a fonte de energia e está sempre à mão.O mais antigo instrumento de conhecimento sempre foi uma pedra de toque do "bem, bem, vamos ver o que acontece quando ele é sensível ao calor, e se você adicionar ..." etc.
E o que há de tão interessante encontrado Charles em gases?Faça sua pesquisa.Tome um tubo de vidro, por um lado ele irá fechar com força, e organizar em um pistão que desliza através do tubo.Avançar para estabelecer a fonte de calor - a lâmpada de álcool de costume - e equipar os nossos medidores de bancada de laboratório de temperatura e pressão - na verdade, a dependência da temperatura da pressão que vamos explorar.Vamos começar ...
Nós temos uma certa quantidade de gás no volume delimitada cilindro assentada e pistão.Fixamos o pistão e álcool podogreem gás de teste da lâmpada.Nós escrevemos mais valores de pressão e temperatura Pn Tn gás.Analisando os dados, vemos que a dependência da temperatura da pressão é proporcional à personagem - aumenta com o aumento da temperatura e pressão.Note-se que o pistão é sujeito a uma pressão de diferentes maneiras: a partir do exterior - é atmosférica, e o interior - do gás aquecido.Para o próximo experimento remover um pistão braçadeira e ver que o pistão se move para pressionar equalização.Mas é alterado o volume de gás, e a quantidade (em peso) permanece a mesma.Concluímos que tenho Charles: em volume e massa da pressão de gás constante é diretamente proporcional à temperatura - de forma simples e com bom gosto.
Em outras palavras, a um volume constante de aquecimento aumenta a pressão e a uma pressão constante para aumentar o volume quando aquecida.Para a aeronáutica, isso significava que quando aquecido ar do queimador, ele se expande e aumenta o seu volume, e o volume de uma esfera - não.Assim, uma vez que a bola sair do ar e no interior da massa de ar é menor do que a massa do mesmo volume de ar a partir do exterior.Incêndios princípio de Arquimedes, ea bola permanece nada como voar para o deleite da platéia.
Mas a descoberta mais notável é que a pressão P e temperatura T estão relacionados pela P1 / P2 = T1 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.Ela pode ser interpretada de maneira diferente: P = k * t, onde k - constante de gás alguns.Se estas relações são aplicados com os valores unitários de temperatura, pressão, e o volume, é possível obter um constantes bem conhecidos.Por exemplo, os aumentos de volume de gás durante o aquecimento de 1 ° a 1/273 do valor original.
definitivamente mais interesse é a dependência da pressão sobre a temperatura de substâncias durante transições de fase, por exemplo, um líquido para um gás.O objeto mais próximo para os estudos deste tipo é a água.Formou-se sobre a superfície do vapor de água é a consequência da transição de um certo número de moléculas de água do ambiente exterior.Este foi impedida por dois factores - a tensão superficial e a pressão externa.Superá-los pode pagar apenas as moléculas com potencial energético suficiente - temperatura equivalente.Existem duas maneiras de alcançar este potencial: é possível aumentar a energia das moléculas da água de aquecimento ou por redução da resistência à pressão externa.O primeiro método é confirmado pelo facto bem conhecido - a água aquecida evapora mais rapidamente, e a segunda - diminui a energia limiar das moléculas, deixando o meio ambiente "pai".
voltar ao nosso ambiente de laboratório.O espaço por baixo do êmbolo é cheio com água, muito pouco, apenas 20-40 g de nota que o êmbolo tem de movimentar-se livremente, e o sistema deve ser criticado válvula.Se a água é aquecida, o vapor de água resultante move o pistão e liberta-se "um lugar ao sol".O espaço acima do pistão para ser ligado a uma fonte de alterações de pressão atmosférica, por exemplo, para instalar uma segunda haste de êmbolo operado manualmente.Agora você pode explorar a dependência da temperatura da pressão de vapor.Movendo-se o êmbolo e haste, alterar a aparência do primeiro êmbolo de pressão.Dados provisórios corrigir.Corretamente registrará a temperatura do vapor a uma constante, ou seja,inalterados, pelo menos momentaneamente, o significado.Se podemos negligenciar a troca de calor com o meio ambiente, o comportamento do par não é muito diferente do comportamento de um gás ideal.
Interessantemente, mesmo com uma configuração tal primitivo pode ser observado da dependência da temperatura de ebulição da pressão.Recorde-se que chamado ebulição transição do estado líquido para vapor, para formar bolhas em todo o volume de líquido.Assimferver muito fácil de corrigir.E há também uma pressão crescente para a temperatura do líquido aumenta a ferver, e, portanto, é fácil para os não iniciados para demonstrar um truque incrível - água fervente a uma temperatura de apenas 80 graus Celsius, ou aparentemente contrário ao senso comum, mais de 110 da mesma graus Celsius.
Então, depois de examinar o comportamento de um gás, vapor quando exposto ao calor de fontes sobre o assunto, no final, e foram criados pelos diferentes motores de calor: a máquina a vapor, motor portátil, máquina a vapor, o motor de combustão interna.E poucos sabem que o primogênito entre eles, é claro, deve ser considerada um balão.
