Хотя воздух представляет собой смесь газов, он подойдет для демонстрации опыта, изучаемого в этом задании. Закройте толстостенную литровую колбу резиновой пробкой и коротким отрезком труб­ки, снабженной зажимом Гоффмана (рис. 2.7).

«Порожняя» колба, по сути, не является та­ковой: она наполнена воздухом под давле­нием и при температуре лаборатории. При помощи весов определите массу m₁ колбы с присоединенными к ней предметами. Подсое­дините трубку к вакуумному насосу хорошего качества. Затем включите насос и позвольте ему выкачивать в течение нескольких минут воздух из колбы. Закрутите зажим перед выключением насоса и отсоединением трубки от него. Поскольку колба теперь почти пуста, ее масса будет меньше исходной на величи­ну, равную массе m выкачанного воздуха.

При помощи весов определите новую массу m₂колбы с присоединенными к ней предметами после того, как воздух был удален. Подсчи­тайте массу m выкачанного воздуха по фор­муле

m = (m₁ — m₂).

Примечание. Масса m₁ воздуха составля­ет всего примерно 1,3 г, поэтому весы долж­ны давать показания с точностью до 0,01 г.

Следующая задача — измерить объем V выкачанного воздуха. Это можно сделать, позволив воде занять то пространство, кото­рое было занято воздухом. Наполните сосуд водой и опустите трубку, присоединенную к колбе, ниже уровня воды. Когда вы отпус­тите зажим, вода побежит в колбу. Смысл этого в том, что «отсутствие» воздуха в кол­бе означает и «отсутствие» давления в ней. Атмосферное давление, воздействуя на по­верхность воды в сосуде, вталкивает воду в пустую колбу. Вода будет поступать в колбу до тех пор, пока она не наполнит сосуд почти полностью, за исключением оставшегося ма­ленького пузырька (воздуха). Это свидетель­ствует о том, что вакуумный насос не смог выкачать весь воздух. Объем воды в колбе численно равен объему V воздуха, удаленно­го из колбы. Тщательно вытрите внешнюю поверхность колбы и определите массу тз колбы и воды при помощи весов. Массу m_w воды дает нам формула m_w = (m₃— m₂). По­скольку 1 г воды занимает 1 см³, то масса m_w воды в г численно равна и объему V в см³. Кроме того, объем V может быть опреде­лен с помощью измерительного цилиндра. Подсчитайте плотность у воздуха по фор­муле: