studia caracteristicile fizice ale gaz istoria
de descoperiri stiintifice de multe ori începe cu faptul că "dreptul" persoana la locul potrivit la momentul potrivit.Aceasta este ceea ce sa întâmplat cu studiul de gaze.Fizician franceză, chimist, inginer Serge Charles a devenit interesat de aeronautică.În acest sens, a fost necesar pentru a studia dependența de temperatură a aerului de presiune.Desigur, căldura a fost întotdeauna primul instrument de cercetatori.Totuși, un puternic, ușor de a controla sursa de energie și este întotdeauna la îndemână.Cel mai vechi instrument de cunoaștere a fost întotdeauna o piatră de încercare de "bine, bine, să vedem ce se întâmplă atunci când este sensibil la căldură, și dacă adăugați ..." etc.
Și ce e atât de interesant găsit Charles in gaze?Nu dumneavoastră de cercetare.Ia un tub de sticlă, pe de o parte, se va închide ermetic, iar aranja într-o piston care aluneca prin tubul.Pe lângă stabilirea sursei de căldură - lămpii alcool de obicei - și echipa de laborator gabarite noastre banc de temperatură și presiune - de fapt, dependența de temperatură a presiunii vom explora.Să începem ...
Avem o anumită cantitate de gaz în volumul delimitate cilindru cu fund și piston.Am repara gazului de încercare lămpii piston și alcool podogreem.Scriem mai mult valorile tensiunii Pn și temperatura Tn gaz.Analizând datele, vom vedea că dependența de temperatură a presiunii este proporțională cu caracterul - crește cu temperatura și presiunea tot mai mare.Rețineți că pistonul este supusă unor presiuni în diferite moduri: din exterior - acesta este atmosferic, iar la interior - din gazul încălzit.Pentru experimentul următor elimina un piston clemă și vezi că pistonul se mută la presiuni de egalizare.Dar a schimbat volumul de gaz, precum și suma (greutate) rămâne aceeași.Am tras concluzia ca a primit Charles: la volum constant și masa de presiunea gazului este direct proporțională cu temperatura - simplu și cu bun gust.
Cu alte cuvinte, la un volum constant de presiune crește de încălzire și la presiune constantă mărește volumul atunci când este încălzit.Pentru aeronautică, acest lucru a însemnat că, atunci când este încălzit aerul din arzator, se extinde și crește sale volum, și volumul unei sfere - nu.Deci, odată ce balonul părăsește aerul și în interiorul masei de aer este mai mică decât masa aceluiași volum de aer din exterior.Incendii principiul lui Arhimede, iar mingea rămâne nimic cum să zboare spre deliciul publicului.
Dar constatarea cel mai remarcabil este faptul că P presiune si temperatura T sunt legate de P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.Acesta poate fi interpretată în mod diferit: P = k * T, unde k - unele constante de gaz.Dacă aceste relații sunt aplicate valorile unitare ale temperaturii, presiunii, și volumul, este posibil să se obțină un constante cunoscute.De exemplu, volumul crește de gaz în timpul încălzirii 1 ° la 1/273 din valoarea inițială.
siguranta mai mult interes este dependența presiunii asupra temperaturii de substanțe în timpul tranzițiilor de fază, de exemplu, un lichid la un gaz.Cel mai apropiat obiect pentru studii de acest gen este apa.Formată pe suprafața vaporilor de apă este consecința tranziției unui anumit număr de molecule de apă din mediul exterior.Acest lucru a fost împiedicată de doi factori - tensiunea superficială și presiunea externă.Depășirea le pot permite numai moleculele cu potențial suficientă energie - temperatura echivalent.Există două modalități de a realiza acest potențial: este posibil pentru a crește energia moleculelor de apă de încălzire sau reduce rezistența la presiunea externă.Prima metodă este confirmată de bine-cunoscut faptul - apă încălzită se evaporă mai repede, iar al doilea - scade energia de prag a moleculelor, lăsând mediu "părinte".
reveni la setarea laboratorul nostru.Spațiul de sub pistonul este umplut cu apă, foarte puțin, doar 20-40 g Rețineți că pistonul trebuie să se miște liber, iar sistemul ar trebui să fie acuzat de supapă.În cazul în care apa este încălzită, vaporii de apă care rezultă deplasează pistonul și se eliberează "un loc sub soare."Spațiul de deasupra pistonului să fie conectat la o sursă schimbarii presiunii, de exemplu, pentru a instala o secundă tijă de piston acționată manual.Acum puteți explora dependența de temperatură a presiunii de vapori.Prin deplasarea pistonului și tija, schimba aspectul prima presiune piston.Date provizorii repara.Corect va înregistra temperatura abur la o constantă, adicăneschimbat, cel puțin pentru scurt timp, sensul.Dacă neglijăm schimbul de căldură cu mediul, comportamentul perechea nu este foarte diferit de comportamentul unui gaz ideal.
Interesant, chiar și la o astfel de setare primitivă poate fi observată dependența temperaturii de fierbere a presiunii.Reamintim că numita fierbere tranziție de la lichid la vapori pentru a forma bule pe parcursul întregului volum de lichid.Astfelse fierbe foarte ușor de a stabili.Și nu există, de asemenea, o presiune tot mai mare la temperatura crește lichide de fierbere, și, prin urmare, este ușor pentru neinițiați să demonstreze un truc uimitor - apă fiartă, la o temperatură de doar 80 grade Celsius, sau aparent contrar bunului simț, mai mult decât 110 de aceeași grade Celsius.
Deci, după examinarea comportamentului unui gaz, vapori când este expus la surse de căldură în această privință, în cele din urmă, și au fost create de diverse motoare termice: motorul cu aburi, motorul portabil, motor cu aburi, motorul cu ardere internă.Și puțini știu că primul născut dintre ele, desigur, ar trebui să fie considerat un balon.
