Enketi la dependeco de la premo de la temperaturo - nenio povus esti pli simpla ...

Studo de la fizikaj karakterizaĵoj de la gaso

La historio de scienca malkovro ofte komencas kun la fakto, ke la "dekstra" persono en la ĝusta loko ĉe la ĝusta tempo. Jen kion okazis kun la studo de gasoj. Franca fizikisto, kemiisto, inĝeniero Serge Karlo iĝis interesita pri aeronaŭtiko. Tiurilate, estis necese studi la dependeco de la premo en la aero temperaturo. Kompreneble, la varmego estis ĉiam la unua ilo de esploristoj. Ankoraŭ, potenca, facile kontroli la fonton de energio, kaj ĉiam ĉe mano. La plej antikva instrumento de scio ĉiam estis la provilo de "bone, bone, ni vidu, kio okazos kiam estas sentema je varmego, kaj se vi aldonas ..." ktp

Kaj kio estas tiom interesa por trovi Karlo en gasoj? Ni realigi viajn proprajn esplorojn. Prenu la vitra tubo, unuflanke ĝi fermas forte, kaj aranĝi ene piŝto kiu desliza laŭlonge de la tubo. Sekva agordi la varmego fonto - la kutima alkoholo lampo - kaj ekipi nia laboratorio benko galgas temperaturo kaj premo - ĝi estis de la temperaturo dependeco de la premo ni iras por esplori. Do ni komencu ...

Ni havas iom da gaso en la volumo barita Bottomed cilindro kaj la piŝto. Ripari piŝto podogreem alkoholo lampon kaj la testo gaso. Ni skribu la numeron de premo valoroj Pn kaj la gaso temperaturo Tn. En la analizo de la datumoj akiritaj, ni vidas ke la premo dependeco de la temperaturo estas proporcia naturo - pliiĝas kun kreskanta temperaturo kaj premo. Notu ke la piŝto estas submetita al diversaj premoj: ekster - Estas atmosfera, kaj interne - de la varmigita gaso. Por la sekva eksperimento forigos la piŝto sirviente kaj vidi, ke la piŝto moviĝas al la premo egaligo. Sed ĝi ŝanĝos la kvanton de gaso, kaj la kvanto (pezo) restis la sama. Ni finas ke ricevis Karlo: la konstanta maso kaj volumeno de la gaso premo estas rekte proporcia al temperaturo - simple kaj bona gusto.

Alivorte, ĉe konstanta volumeno, la premo pliigas sur hejtado, kaj je konstanta premo dum varmigante kvanto pliigas. Por Ballooning ĝi signifis ke dum varmigante la aeron el la fajrilo, ĝi ekspansiiĝas kaj ĝia volumeno pliiĝas, kaj la volumeno de la sfero - ne. Tial, eksceso aero forlasas la pilko kaj interne estas la maso de aero malpli ol la maso de la sama volumo de aero de ekstere. Maldungas Arquímedes principo, kaj la pilko estas nenio por fari, krom flugi al la ĝojo de la spektantaro.

Tamen, la plej rimarkinda trovo estas ke la premo P kaj temperaturo T estas rilatantaj per P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST. Ĝi povas esti interpretita alimaniere: P = k * T, kie k - ia gaso konstanto. Se ni apliku ĉi tiujn rilatojn al individua temperaturo valoroj, premo kaj volumeno, Vi povas akiri bonkonata konstantoj. Ekzemple, la volumo de gaso estas pliigita dum varmigante ĉe 1 grado al 1/273 el la komencan valoron.

Kompreneble, granda intereso estas la premo dependeco de substancoj ĉe la temperaturo de fazo transiro, ekzemple, likva al gaso. La plej proksima objekto por studoj de ĉi tiu tipo estas akvo. Formita super la akvovaporo estas la sekvo de la transiro de certa nombro de molekuloj de akvo de la ekstera medio. Tiu estas malhelpita de du faktoroj - la fortoj de surfaco streĉiĝo kaj ekstera premo. Venki ilin povas pagi nur la molekuloj kun sufiĉa energio potencialo - temperaturo ekvivalentaj. Ekzistas du manieroj por atingi tiun kapablon: eblas pliigi la energio de la molekuloj de akvo de hejtado aŭ reduktita rezisto al ekstera premo. La unua metodo estas konfirmita de la konata fakto - hejtita akvo evapora rapide, kaj la dua - reduktante la energio sojlo molekuloj lasante la "gepatroj" medion.

Ni reiru al nia laboratorio opcio. La spaco sub la piŝto estas plena de akvo, nur iom, nur 20-40 g Notu ke la piŝto devas movi libere, kaj la sistemo devus esti culpado valvo. Se la akvo estas varmigita, akvovaporo formis ŝanĝos la piŝto kaj liberigas sin "loko en la suno." La supra parto de la piŝto por konekti al provizo de aero kun ŝanĝiĝema premo, ekzemple, agordi la dua vástago permane regebla. Nun eblas esplori la temperaturo dependeco de la premo de vaporo. Movanta la piŝto kaj bastonon ŝanĝi la eksteran premon al la unua piŝto. Intera datumoj ripari. Ĝuste kaptos la vaporo temperaturo dum konstanta, tio estas: neŝanĝita, almenaŭ mallonge, la signifo. Se ni neglektas la varmego interŝanĝo kun la medio, la konduto de la paro ne estas tre malsama de la konduto de ideala gaso.

Interese, eĉ je tia primitiva aranĝo povas observi dependeco bolantan punkton de premo. Memoru ke nomita transiro bolanta likvaĵo al vaporo kun la formado de vezikoj tra la likva volumo. tiel ripari la sxvelajxon tre facile. Ĉi tie denove la premo pliiĝas, la likva bolado temperaturo pliigas, kaj tial, ĝi estas facila por la neinformitaj montri surprize lertaĵo - bolanta akvo al temperaturo de nur 80 gradoj Celsius aŭ ŝajne kontraŭ prudento, pli ol la samaj 110 gradoj Celsius.

Tio estas ĉar post esploranta la konduto de gaso, vaporo kiam varmigitaj fontoj rilate, en la fino, kaj diversaj termikaj motoroj estis kreitaj: la vapormaŝino, portebla motoro, la motoro, la motoro de interna brulado. Kaj kelkaj sciis, ke la pli maljuna inter ili, kompreneble, devus esti konsiderata balono.