študovať fyzikálne vlastnosti plynového
histórii vedeckého objavu často začína s tým, že "právo" človek na správnom mieste v správny čas.To je to, čo sa stalo so štúdiom plynov.Francúzsky fyzik, chemik, inžinier Serge Charles začal zaujímať o letectve.V tomto ohľade bolo nutné študovať teplotnú závislosť tlakového vzduchu.Samozrejme, že teplo bol vždy prvý nástroj výskumných pracovníkov.Napriek tomu, výkonný, ľahko kontrolovať zdroj energie a je vždy po ruke.Najstaršie nástrojom poznania bola vždy skúšobným kameňom "no, no, uvidíme, čo sa stane, keď je citlivý na teplo, a ak pridáte ..." atď.
A čo je tak zaujímavého našiel Charlesa v plynoch?Do vášho výskumu.Potom sa sklenenou trubicu, na jednej strane, že sa tesne uzavrieť, a usporiadať v pieste, ktorý kĺže skrz trubicu.Okrem stanovenia zdroj tepla - Zvyčajná alkohol lampy - a vybaviť naše laboratórnom stole meradiel teploty a tlaku - v skutočnosti teplotná závislosť tlaku hodláme preskúmať.Začnime ...
Máme určité množstvo plynu v objeme ohraničená dnom valca a piestu.My opraviť piestu a podogreem Alkohol test lampa plyn.Píšeme viac hodnoty tlaku Pn a teplotu Tn plyn.Analýze dát, vidíme, že teplotný závislosť tlaku je úmerná charakteru - zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a tlaku.Všimnite si, že je piest vystavený tlaku, rôznymi spôsobmi: z vonka - je atmosférický, a vnútorné - z ohriateho plynu.Pre ďalší pokus odstrániť upínacie piest a vidieť, že piest sa pohybuje na vyrovnanie tlaku.Ale to zmenilo objem plynu, a množstvo (hmotnosti) zostáva rovnaká.Došli sme k záveru, že sa dostal Charles: pri konštantnom objeme a hmotnosti tlaku plynu je priamo úmerná na teplotu - jednoducho a vkusne.
Inými slovami, pri konštantnom objeme zvyšuje kúrenie tlaku a pri konštantnom tlaku zvyšuje hlasitosť pri zahriatí.Pre letectvo, to znamená, že pri zahriatí vzduchu z horáka, expanduje a jeho objem sa zvyšuje, a objem gule - nie.Tak, akonáhle opustí loptu vzduch a vnútri vzduchovej hmoty je menšia ako hmotnosť rovnakého objemu vzduchu z vonku.Požiare Archimedovho zákona, a lopta zostáva nič, ako lietať k radosti publika.
Ale najviac pozoruhodné zistenie je, že tlak P a teplota T sú spojené pomocou P1 / T1 = P2 / T2 = .... = PN / Tn = konšt.To možno interpretovať tak rozdielne: P = k * T, kde k - niektoré plynová konštanta.Ak sú tieto vzťahy sú aplikované na základe jednotkových hodnôt teploty, tlaku a objemu, je možné, aby sa získala dobre známych konštanty.Napríklad objem plynu sa zvyšuje v priebehu ohrevu 1 ° až 1/273 pôvodnej hodnoty.
rozhodne väčší záujem je závislosť tlaku na teplote látok v priebehu fázových prechodov, napríklad, kvapaliny na plyn.Najbližší objekt pre štúdium tohto druhu je voda.Vytvorenú na povrchu vodnej pary je dôsledkom prechodu určitého počtu molekúl vody z vonkajšieho prostredia.Toto bolo bráni dva faktory - povrchové napätie a vonkajšieho tlaku.Ich prekonanie si môže dovoliť iba molekuly s dostatočným energetickým potenciálom - ekvivalentná.Existujú dva spôsoby, ako dosiahnuť tohto potenciálu: je možné zvýšiť energiu molekúl vykurovacej vody alebo znížiť odolnosť voči vonkajšiemu tlaku.Prvá metóda je potvrdené dobre známy fakt, - ohrievaná voda odparuje rýchlejšie, a druhá - znižuje prahovú energiu molekúl, pričom "nadradené" prostredie.
vrátiť k našej laboratória nastavenie.Priestor pod piestom sa naplní vodou, veľmi málo, len 20-40 g Všimnite si, že sa piest musí voľne pohybovať, a systém by mal byť porušené ventil.Ak je voda sa ohrieva, výsledná vodná para pohybuje piestom a oslobodí sama "miesto pod slnkom."Priestor nad piestom, ktoré majú byť pripojené k zdroju zmien tlaku vzduchu, napríklad pre inštaláciu druhej ručne obsluhovaných piestnice.Teraz si môžete prezrieť závislosť teploty tlaku pár.Pohybom piestu a tyče, zmeniť vzhľad prvého piestu tlaku.Predbežné údaje opraviť.Správne zaznamená teploty vodnej pary pri konštantnej, tjbezo zmeny, sa aspoň na okamih, význam.Ak budeme zanedbávať výmenu tepla s okolitým prostredím, správanie páru sa príliš nelíši od správania ideálneho plynu.
Zaujímavé je, že aj v tak primitívne nastavenia možno pozorovať závislosť teploty varu tlaku.Pripomeňme, že má teplotu varu nazýva prechod od kvapaliny na paru pre vytvorenie bubliny na celom objeme kvapaliny.Tedavariť veľmi ľahko opraviť.A je tu tiež zvyšuje tlak na teplote varu kvapaliny sa zvyšuje, a preto je ľahké pre nezasvätených dokázať úžasné trik - vriacej vody s teplotou iba 80 ° C, alebo zdanlivo v rozpore so rozumu, viac ako 110 rovnakého stupňov Celzia.
Takže po preskúmaní správania plynu, pary, pokiaľ sú vystavené teplu zdrojov v tejto veci, na konci, a boli vytvorené rôzne tepelné motory: parný stroj, prenosný motorov, parný stroj, spaľovací motor.A málokto vie, že prvorodený medzi nimi, samozrejme, by mal byť považovaný za balón.
