Номер Лаб. 6 ГДЗ Физика 10 класс, Касьянов 2025, страница 454

Лаб. Изучение изотермического процесса в газе

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​−l2​l1​​, ΔЛ8​=Л8​l1​−l2​Δl1​+Δl2​​, П8​=h2​−h1​13,6pа​+h2​​, ΔП8​=П8​h2​−h1​Δh1​+Δh2​​; 15–16) сравнить ∣Л8​−П8​∣ с ΔЛ8​+ΔП8​ и сделать вывод.

Решение

Теория. Закон Бойля — Мариотта для газа данной массы при постоянной температуре: (формула ()). Объём воздуха в трубке сечением равен (формулы (), ()), а давление в мм рт. ст. складывается из атмосферного и давления столба воды высотой : (формулы (), (); вода в , раза менее плотна, чем ртуть). Вычитая из обеих частей равенства , получаем (формулы (), (), ()):


Левая часть получена из длин воздушных столбов, правая — из разностей уровней воды и атмосферного давления. Если они совпадают в пределах погрешностей, закон Бойля — Мариотта выполняется.

Пример измерений (числа типичные, у вас будут немного другими):
мм, мм; мм, мм; мм рт. ст.; мм.

  1. Левая часть:

  2. Её погрешность:

  3. Правая часть:

  4. Её погрешность:

  5. Сравнение:

Так как , равенство () выполняется в пределах погрешности.

Вывод. Левая и правая части равенства () совпали с учётом погрешностей, поэтому закон Бойля — Мариотта подтверждён: при постоянной температуре произведение давления на объём газа данной массы остаётся постоянным. Основная погрешность вносится малой разностью длин . Измерив , , , и приняв закон верным, из равенства () можно найти атмосферное давление: .

Ответ

Пример измерений: , , — закон Бойля — Мариотта подтверждён.

Помогло?

Нет твоего задания?Сфоткай, и ДЗмэн решит за пару секунд.

Решить по фото