ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6 "Дослідження ізотермічного процесу"

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

Тема. Дослідження ізотермічного процесу.

Мета: віртуально перевірити закон Бойля – Маріотта для кількох термодинамічних станів газу.

Програмне забезпечення:

Інтерактивна симуляція PhET «Властивості газів. Ідеальн.»

https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/latest/gas-properties_uk.html

(сайт Інтерактивних симуляцій PhET https://phet.colorado.edu/uk/)

Хід роботи

Підготовка до експерименту.

Закон Бойля – Маріотта має вигляд: . Якщо врахувати, що , отримаємо: . А оскільки площа поперечного перерізу посудини у процесі дослідження не змінюється, тому справедливе рівняння  , де - ширина, яку можна змінювати. Тому для перевірки закону Бойля – Маріотта достатньо встановити справедливість рівності , де – тиск,  – ширина посудини, в якій знаходиться газ.

1. Відкрийте Інтерактивну симуляцію «Властивості газів. Ідеальн.»
2. Оберіть легкі частинки (червоного кольору).
3. Поставте галочку «Ширина» та, пересуваючи ручку ліворуч, оберіть ширину 5,0 нм.
4. Зробіть кілька рухів ручкою насосу, щоб тиск у посудині встановився менший за 7 атм.
5. Встановіть позначку «Тримати постійним» на Об’єм і пересуваючи повзунок «тепло-холод» встановіть температуру 300 К.

6. Встановіть позначку «Тримати постійним» на Температура.

Експеримент

1. Виміряйте тиск в кПа. З цією метою тимчасово поставте «Тримати постійним» на Тиск.
2. Поверніть позначку «Тримати постійним» на Температура.
3. Повторіть виміри тиску в кПа при ширині 7,5 нм, 10 нм, 12,5 нм, 15 нм.
4. Для кожного термодинамічного стану газу і обчисліть добуток тиску газу й ширини посудини, в якій знаходиться газ. Закінчіть заповнення таблиці.

5. Оцініть відносну похибку перевірки рівностей:

 .

6. Побудуйте графік залежності p(). Для зручності оберіть масштаб:

по горизонталі: 5 нм – 1 см (2 клітинки);

по вертикалі:100 кПа – 1 см (2 клітинки).

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте:

1) який закон ви експериментально перевіряли;

2) які величини для цього вимірювали;

3) яким є результат перевірки;

4) у чому причина похибки;

5) вимірювання якої величини дає найбільшу похибку.