2-й семестр

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

1. Свойства газов, жидкостей, твердых тел

Урок 5/76

Тема. Лабораторная работа № 5 «Проверка закона Бойля - Мариотта на опыте»

Цель урока: экспериментальная проверка газовых законов

Тип урока: контроля и оценки знаний

Оборудование: стеклянный цилиндр высотой 50 см, стеклянная трубка длиной 50-60 см, закрытая с одного конца, стакан, пластилин, термометр, линейка, барометр-анероид (один на класс), штатив с лапкой, холодная и горячая вода

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

В цилиндр с водой погружают открытым концом трубку (см. рис.).

Если уровень воды в трубке находится ниже уровня воды в сосуде на h, то давление воздуха в трубке равно сумме атмосферного и гидростатического давления столба воды высотой h. Для упрощения расчетов можно измерять давление в миллиметрах ртутного столба. Тогда, с учетом того, что плотность воды в 13,6 раз меньше плотности ртути, для воздуха в трубке можно записать:

где H - атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба, h - разность уровней воды в цилиндре и трубке, измеренная в миллиметрах. В трубке заключена постоянная масса воздуха, которая, можно считать, находится при постоянной (комнатной) температуры. Объем и давление воздуха, заключенного в трубке, можно изменять, изменяя глубину погружения трубки.

Объем воздуха в трубке

V = l · S,

где l - длина столба воздуха; S - площадь сечения трубки.

Поскольку площадь поперечного сечения трубки постоянна, длина столба воздуха в трубке пропорциональна объему воздуха. Поэтому, для проверки закона Бойля - Мариотта достаточно проверить справедливость равенства:

ХОД РАБОТЫ

1. Соберите установку (см. рис.).

2. Измерьте барометром атмосферное давление в мм рт. ст.

3. Погружая в воду трубку открытым концом вниз, измерьте h i l. (Повторите опыт не менее, чем три раза).

4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

5. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получили результат.