Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
До сих пор рассматривалось поведение газа лишь при постоянной температуре. Давление в газе определяется изменением суммарного импульса при каждом столкновении и числом столкновений в каждую секунду — и то и другое прямо пропорционально скорости молекул, поэтому можно обоснованно заключить, что давление пропорционально квадрату скорости. Поскольку температура по Кельвину является мерой кинетической энергии газа, которая сама зависит от квадрата скорости, то мы можем ожидать, что р ~ Т до тех пор, пока объем газа остается постоянным.
Если же объем увеличивается, то, для того чтобы потеснить окружающую среду, должна быть проделана работа и часть поставляемой энергии не идет на поднятие температуры газа. Из этого выводится закон давления, который утверждает, что давление определенной массы газа прямо пропорционально абсолютной температуре при условии, если объем остается постоянным, т. е.
Р ~ Т
P/T = const
или
P1/T1 = P2/T2
где Р1 — давление при температуре T1, a Р2 — давление при температуре T2.
Для того чтобы обеспечить максимально малый объем воздуха, температура которого отличается от температуры воздуха в колбе А, в исследовании ниже используется капиллярный шланг. Шланг давления (толстостенный резиновый шланг) используется потому, что давление ртути может разорвать обычный шланг. Установка уровня ртути на отметке М дает каждый раз постоянный объем.
Исследование. Продемонстрировать закон давления
В этом эксперименте используется прибор, изображенный на рисунке. Стеклянная колба А соединена через капиллярную трубку и шланг с трубкой В, содержащей ртуть. Используя кран на три положения в капиллярной трубке, выкачайте воздух из колбы А и замените его сухим воздухом, который был пропущен через трубку с хлоридом кальция. Закройте капиллярную трубку и соедините колбу А с трубкой В.
Поместите А в лабораторный стакан с холодной водой и оставьте ее в этом положении на несколько минут, пока ее температура не уравняется с температурой воды. Считайте эту температуру θ на ртутном термометре. Установите В так, чтобы ртуть в капиллярной трубке поравнялась с отметкой М. Отметьте разницу уровней h между В и М и считайте атмосферное давление Н с барометра Фортина.
Давление воздуха в А, таким образом, (Н + h) см рт. ст. При помощи газовой горелки подогрейте воду в лабораторном стакане на несколько градусов, затем уберите горелку, размешайте воду и оставьте прибор на несколько минут, пока колба А не уравняется в температуре с водой. Снова установите ртуть на отметке М, отметьте новую разность уровней между В и М, а также температуру. Повторите проделанное, подогревая воду примерно на 10 °С каждый раз, пока она не закипит. Постройте график зависимости (Н + h) см рт. ст. от температуры θ °С. Вы должны получить прямую линию, похожую на изображенную на рисунке в начале статьи. Будучи продолженной, эта линия пересекает ось температуры на отметке примерно - 273 °С.
