Da bi istražili zavisnost pritisak na temperaturi - ništa ne može biti jednostavnije ...

Studija fizičkih karakteristika plina

Istoriji naučnih otkrića često počinje s činjenicom da je "pravo" osoba na pravom mjestu u pravo vrijeme. To je ono što se dogodilo sa studijom gasova. Francuski fizičar, kemičar, inženjer Serge Charles je postao zainteresovan za aeronautiku. U tom smislu, bilo je potrebno proučiti zavisnost pritisak na temperaturi zraka. Naravno, topline je uvijek bio prvi alat za istraživača. Ipak, moćan, jednostavan za kontrolu izvor energije, i uvijek pri ruci. Najstariji instrument znanja je uvijek bio kamen od "dobro, dobro, da vidimo šta će se desiti kada je osjetljiva na toplinu, a ako dodate ...", itd

I ono što je tako zanimljivo da se Charles u plinovima? Mi izvršiti svoju istraživanja. Uzmite cijev staklo, s jedne strane to će se zatvoriti čvrsto, i dogovorite unutar klip koji klizi duž cijevi. Zatim postavite izvor topline - alkohol lampe obično - i opremiti našem laboratoriju klupi mjerila temperaturu i pritisak - to je bilo ovisnost temperature pritiska ćemo istražiti. Dakle, krenimo redom ...

Mi imamo određenu količinu plina u volumenu ograničena dnom cilindra i klipa. Fix klip podogreem alkohol lampa i test plina. Pišemo broj vrijednosti tlak PN i temperature plina Tn. U analizi podataka dobivenih, vidimo da je ovisnost pritisak temperatura je proporcionalna prirodi - povećava se s povećanjem temperature i tlaka. Imajte na umu da je klip izloženi različitim pritiscima: van - u atmosferi, a iznutra - iz grijanog plina. Za sljedeći eksperiment će ukloniti klip držač i vidjeti da je klip kreće do izjednačavanja pritiska. Ali, to će se promijeniti količinu plina, a iznos (težina) ostao isti. Zaključujemo da dobio Charles: konstantne mase i volumena tlak plina je direktno proporcionalan temperaturi - jednostavno i ukusno.

Drugim riječima, u stalnim volumen, raste pritisak na grijanje, a na konstantan pritisak, a grijanje iznos povećava. Za Ballooning što je značilo da je tokom grijanja zrak iz plamenika, proširuje i njegove jačine raste, a obim sferu - ne. Stoga, višak zraka ostavlja loptu i iznutra je zrak mase manje od mase istog volumena zraka izvana. Fires princip Arhimed ", i lopta je ništa nego da lete na oduševljenje publike.

Ipak, najviše pažnje nalaz je da je pritisak P i temperature T su povezani P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST. To se može različito tumačiti: P = k * T, gdje je k - neka vrsta plinska konstanta. Ako se primjenjuju ovi odnosi na pojedinačne vrijednosti temperature, pritiska i volumena, možete dobiti poznati konstante. Na primjer, količina plina se povećava tokom grijanje na 1 stepen 1/273 početne vrijednosti.

Naravno, veliki interes je ovisnost pritisak na tvari na temperaturi od faze tranzicije, na primjer, tečnost gas. Najbližeg objekta za studije ove vrste je voda. Formirana iznad vodene pare je posljedica tranzicije određenog broja molekula vode iz vanjskog okruženja. Ovo je ugrožen dva faktora - sila površinskog napona i vanjski pritisak. Prevazići ih mogu priuštiti samo molekule dovoljno energetski potencijal - temperatura ekvivalent. Postoje dva načina da se to postigne kapacitet: to je moguće povećati energiju molekula vode zagrijavanjem ili smanjena otpornost na vanjski pritisak. Prvi način potvrđuje poznatu činjenicu - grijanje vode isparava brzo, a drugi - smanjenje energije prag molekule ostavljajući "roditelja" okruženju.

Vratimo se na našem laboratoriju okruženju. Prostoru ispod klipa se napuni vodom, samo malo, samo 20-40 g Imajte na umu da klip mora slobodno kretati, a sistem treba kriviti ventila. Ako je voda grijana, vodena para formirana će prebaciti klipa i pustite sebi "mjesto pod suncem". Prostor iznad klipa da bude spojen na dovod zraka sa varijabilnim pritisak, na primjer, postavite drugi klipnjače ručno upravljati. Sada je moguće da se ispita ovisnost temperature pritiska pare. Pomicanjem klipa i klipnjače, mijenja vanjski pritisak na prvi klip. Srednji podataka popraviti. Pravilno će uhvatiti temperatura pare tokom stabilan, i.e. nepromijenjen, barem na kratko, značenje. Ako zanemarimo razmenu toplote sa okolinom, ponašanje par se ne razlikuje mnogo od ponašanja idealnog gasa.

Zanimljivo, čak i na takav primitivan podešavanje može se uočiti zavisnost ključanja pritiska. Setite se da se zove tranzicija ključalu tečnost paru sa formiranjem mjehurića u cijeloj tečnost zvuka. tako vrlo lako popraviti provri. Evo opet povećava pritisak, temperatura tekućine povećava ključanja, a samim tim, to je lako za neupućene da pokaže iznenađujuće trik - kipuće vode na temperaturi od samo 80 stupnjeva Celzijusa ili naizgled u suprotnosti sa zdravim razumom, više nego u istom 110 stepeni Celzijusa.

To je zato što nakon istražuje ponašanje plina, pare kada su izloženi izvorima toplote po ovom pitanju, na kraju, i razne topline motori su stvoreni: parnjača, prijenosni motor, motor, motor s unutrašnjim sagorijevanjem. A malo ljudi zna da je prvi rođen među njima, naravno, treba uzeti u obzir balon.