študij fizikalne lastnosti plina
zgodovini znanstvenih odkritij pogosto začne z dejstvom, da je "prava" oseba na pravem mestu ob pravem času.To je tisto, kar se je zgodilo s preučevanjem plinov.Francoski fizik, kemik, inženir Serge Charles postal zanima aeronavtike.V zvezi s tem je bilo treba preučiti temperaturno odvisnost tlaka zraka.Seveda, je toplota bila vedno prvo orodje raziskovalcev.Still, močan, enostaven nadzor nad virom energije in je vedno pri roki.Najstarejši instrument znanje je bilo vedno merilo za "dobro, dobro, da vidimo, kaj se zgodi, ko je občutljiv na toploto, in če dodate ..." itd
In kaj je tako zanimivega našel Charlesu v plinih?Ali vaše raziskave.Sprejme stekleno cev, na eni strani bo tesno zapre, in poskrbi da bat drsalk skozi cev.Naslednja določiti vir toplote - običajno alkohol žarnice - in opremiti svoje laboratorijska miza merilniki temperature in tlaka - v resnici temperaturno odvisnost tlaka se bomo, da razišče.Začnimo ...
Imamo določeno količino plina v obsegu, ki ga omejujejo dnom cilinder in bat.Mi popraviti bata in podogreem alkohola testno luč plin.Pišemo več vrednosti tlak PN in temperature Tn plin.Analiziranje podatkov, vidimo, da je temperaturna odvisnost tlaka proporcionalna učinka - narašča z naraščajočo temperaturo in tlak.Upoštevajte, da je bat izpostavljen pritisku na različne načine: od zunaj - je atmosferski in notranjost - od segretega plina.Pri naslednjem poskusu odstranite objemko bat in videli, da se bat premakne za izenačevanje tlaka.Ampak to spremenili količino plina, in količina (teža) ostaja enaka.Sklepamo, da je dobil Charles: pri konstantni prostornini in masi tlaka plina je neposredno sorazmerna s temperaturo - enostavno in okusno.
Z drugimi besedami, pri konstantni volumen poveča ogrevanja tlaku in pri konstantnem tlaku volumen poveča, če se segreje.Za aeronavtike, to pomeni, da ko se segreva zrak iz gorilnika, se širi in njegove poveča volumen in volumen krogle - ne.Torej, ko žoga zapusti zrak in v notranjosti mase zraka je manjša od mase enakega volumna zraka od zunaj.Požari načelo Arhimedovim in žoga ostane nič, kako leteti na veselje občinstva.
Ampak najbolj presenetljivo ugotovitev je, da se tlak P in temperature T, povezane s P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST.To je mogoče razlagati drugače: P = k * T, kjer je k - nekateri plinska konstanta.Če so ti odnosi uporabljajo za vrednostmi enot temperature, tlaka in prostornine, je možno, da dobimo dobro znano konstante.Na primer, povečanja glasnosti plina med segrevanjem 1 ° do 1/273 prvotne vrednosti.
vsekakor bolj interes je odvisnost pritiska na temperaturi snovi med faznih prehodov, na primer, tekočina v plin.V katerem je objekt za študij te vrste je voda.Nastala na površini vodne pare je posledica prehoda določenega števila molekul vode iz zunanjega okolja.To je bila ovirana zaradi dveh dejavnikov - napetosti in površine zunanjega pritiska.Njihovo premagovanje lahko privoščijo le molekule z zadostno energetskega potenciala - enakovredno temperaturo.Obstajata dva načina za dosego tega potenciala: je možno povečati energijo molekul z ogrevalno vodo ali zmanjša odpornost proti zunanjim pritiskom.Prvi način je potrjena z dobro znano dejstvo - segreta voda hitreje izhlapeva, in drugi - znižuje prag energijo molekul, pri čemer "osnovni" okolje.
vrnete na našo laboratorijskem okolju.Prostor pod batom je napolnjena z vodo, zelo malo, tako kar 20-40 g Upoštevajte, da se bat mora prosto gibajo, in sistem je treba faulted ventil.Če se segreva vodo, nastala vodna para premakne bat in sama osvobaja "mesto pod soncem."Prostor nad batom, ki se povežejo z virom spremembe zračnega tlaka, na primer, za namestitev drugega ročnim batnico.Sedaj lahko raziskati odvisnost temperature parnega tlaka.S premikanjem bata in palico, spremeniti videz prvega bata tlaku.Začasni podatki popraviti.Pravilno bo snemanje temperaturo pare pri enakomerni, tjnespremenjena, vsaj za kratek čas, pomen.Če zanemarimo izmenjavo toplote z okoljem, obnašanje para ni zelo razlikuje od obnašanja idealnega plina.
Zanimivo je, da tudi v tako primitivni okolju lahko opazimo odvisnost vrelišča tlaka.Spomnimo se, da imenuje vrelo prehodu iz tekočega v paro, da tvorijo mehurčki na celotnem volumnu tekočine.Takozavre zelo enostavno popraviti.In je tudi večji pritisk na vrelišču tekočinskih poveča, zato je enostaven za neizkušene dokazati neverjetno trik - vrelo vodo pri temperaturi samo 80 stopinj Celzija ali navidezno nasprotju s skupnim smislu, več kot 110 istega stopinj Celzija.
Torej, po preučitvi obnašanje plina, pare, ko so izpostavljena vročini vire o zadevi, na koncu, in so jih ustvarili v različnih toplotnih motorjev: parni stroj, prenosni motorja, parni stroj, motor z notranjim izgorevanjem.In malo vedo, da je seveda treba upoštevati prvorojence med njimi balon.
