ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Т–8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ПОСТОЯННОЙ Оборудование: стеклянный баллон с вакуумным краном, насос Камовского с манометром, барометр, термометр, весы с разновесом. Используемый в настоящей работе метод определения универсальной газовой постоянной R основан на применении уравнения состояния идеального газа. Если давление газа достаточно низкое (порядка одной атмосферы) и температура достаточно высока (порядка комнатной), то можно считать газ идеальным и уравнение состояния написать в простейшем виде (без поправок Ван-дер-Ваальса): PV m RT , M (1) где P – давление в Па, V – объем в м3, m – масса газа в кг, M – молярный вес, T – абсолютная температура. Как это следует из формулы (1), для определения R нужно знать массу, температуру, давление и объем газа. Экспериментальная установка, используемая в данной работе, очень проста (рис. 1) и состоит из следующих частей: стеклянная колба 1 с вакуумным краном 2, насос Камовского 3 с манометром 4. Ì Ê1 Ê2 4 3 Í 2 1 Á Рис. 1 1 Объем колбы определен заранее и считается заданным êã V 1100 10 3 . Рабочим газом является воздух M 28,96 10 3 . Вес возìîëü духа в объеме колбы при атмосферном давлении определяется взвешиванием на технических весах поочередно до и после откачивания. ЗАДАНИЕ И ОТЧЕТНОСТЬ 1. Откройте кран и взвешиванием определите массу колбы с воздухом m1 с точностью до 0,01 г. 2. Присоедините колбу к насосу и откачайте воздух до давления êãñ меньше 0,1 атм. (т.е. меньше 0,9 ). ñì 2 3. Закройте кран, отделите колбу от насоса и взвешиванием на тех же весах определите массу пустой колбы m2 с точностью 0,01 г. 4. Измерьте атмосферное давление P с точностью до 1 кПа. и комнатную температуру T с точностью до 1. 5. Все данные измерений запишите в таблицу. m1, кг P, Па m2, кг T, К mв=m1-m2, кг R, R, Äæ ìîëü Ê Äæ ìîëü Ê R R Äæ . ìîëü Ê 7.Произведите оценку погрешности, согласно (1), по формуле: 6.Рассчитайте по формуле (1) R в P V m1 m 2 T R . R R R R V m1 m 2 T P Заметьте, что из-за неполной откачки воздуха из колбы до давления около 1 мм рт. ст. найденная взвешиванием масса воздуха m = m1 – m2 будет занижена всего на 1/760 = 0,1%, которой можно пренебречь. 8. Запишите окончательный результат в виде R R. 2 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Уравнение состояния идеального газа (уравнение КлапейронаМенделеева). 2. Универсальная газовая постоянная R, ее физический смысл, единицы измерения. 3. В чем заключается метод определения универсальной газовой постоянной? 4. Как измеряется давление в колбе? 5. Объясните вычисление погрешностей. РАСЧЕТЫ И ВЫВОДЫ 3