Лабораторная работа 6. Изучение изотермического процесса в газе.
Цель работы: экспериментально проверить закон Бойля — Мариотта путём сравнения параметров газа в двух термодинамических состояниях; разработать способ измерения атмосферного давления на основе закона Бойля — Мариотта и убедиться в его достоверности.
Оборудование: прибор для изучения газовых законов, барометр, штатив лабораторный, полоска миллиметровой бумаги, измерительная лента.
Порядок выполнения: 1) собрать установку (рис. 356, а): две стеклянные трубки (неподвижная 1 и подвижная 2), соединённые резиновым шлангом с водой; 2) подвижную трубку опустить вниз и укрепить в лапке штатива; 3) открыть пробку в неподвижной трубке; 4) налить воду до выравнивания уровней; 5) закрыть неподвижную трубку пробкой, поднять подвижную трубку и зафиксировать (рис. 356, б); 6) измерить длину l1 воздушного столба в трубке 1 (Δl1=2 мм); 7) измерить разность уровней воды h1 (Δh1=2 мм); 8–9) поднять трубку 2 ещё выше и повторить измерения l2, h2 (Δl2=Δh2=2 мм); 10) измерить барометром атмосферное давление pа (Δpа=3 мм рт. ст.); 11–14) вычислить Л8=l1−l2l1, ΔЛ8=Л8l1−l2Δl1+Δl2, П8=h2−h113,6pа+h2, ΔП8=П8h2−h1Δh1+Δh2; 15–16) сравнить ∣Л8−П8∣ с ΔЛ8+ΔП8 и сделать вывод.
Теория. Закон Бойля — Мариотта для газа данной массы при постоянной температуре:
Левая часть
Пример измерений (числа типичные, у вас будут немного другими):
-
Левая часть:
-
Её погрешность:
-
Правая часть:
-
Её погрешность:
-
Сравнение:
Так как
Вывод. Левая и правая части равенства (
Пример измерений:
