Описание метода и экспериментальной установки. Определение универсальной газовой постоянной методом откачки.

Лабораторная работа 2.1.

Определение универсальной газовой постоянной методом откачки.

Библиографический список

1. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1985.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1988. Т. 1.

Цель работы: определение универсальной газовой постоянной.

Приборы и принадлежности: колба с краном, вакуумный насос Комовского, вакуумная тарелка, ртутный манометр, весы

Описание метода и экспериментальной установки

Универсальная газовая постоянная R - физическая величина, численно равная работе, совершаемой одним молем газа при его адиабатическом расширении вследствие нагревания на один градус. Ее значение можно рассчитать по уравнению, которое для одного моля газа при нормальных условиях можно записать так:

(1)

Нормальное давление (760 мм рт. ст.) в системе «СИ» равно . Известно, что один кмоль любого газа занимает объем при температуре . Подставляя эти значения в формулу (1), найдем значение Rравным:

Установка для опытного определения величины R (рис. 1) состоит из стеклянной колбы 5 с краном 4, соединённой через шлиф 3 и патрубок 2 с вакуумной тарелкой 1, ртутного манометра 6, вакуумного насоса Комовского 7 с
вакуумным шлангом 8 и краном 9.

Пусть колба наполнена газом массой m₁ с молекулярным весом . Состояния газа в колбе характеризуют параметры: p₁ , V₁ и T₁ .

По уравнению Менделеева – Клапейрона можно записать:

(2)

Если из этой колбы откачать часть газа до давления p₂, то его масса в колбе увеличится до величины m₂. Температура газа в течение опыта остается практически неизменной.

Тогда уравнение конечного состояния можно записать так:

(3)

Из уравнений (2) и (3) получаем расчетную формулу:

(4)