Выберите вкладку «Каналы» и установите параметры, как показано на рис. 5. Выберите вкладку «Начало/Конец» и установите параметр «Получить значение нажатием клавиши».
Выберите вкладку «Другие установки». Вид окна для этой вкладки показан на рис.6.
В этом окне выберите « Цифровой дисплей 1» (даже если этот дисплей уже отмечен галочкой, сбросьте ее и снова отметьте). В появившемся окне «Параметры дисплея» выберите «Давление». Аналогично – «Цифровой дисплей 2», параметры дисплея - «Температура», остальные дисплеи отключить.
Выберите «Диаграмма 1». Появится окно, показанное
на рис.7. Для «Канал» выберите параметр «Давление», для «Ось Х» диапазон –
«1-20» и для «Режим» - «не автодиапазон».
Выберите функцию «Калибровать». Введите значение температуры воды в кожухе, измеренное термометром, который помещается в левое верхнее отверстие стеклянного кожуха (предварительно отвинтив пробку). Не забудьте перевести полученное значение температуры в градусы К. Введите значение давления, измеренное с помощью барометра (в гПа, г≡гекто≡102). Нажмите «Калибровать», затем «Далее». На экране появится окно, показанное на рис.8.
Сохраните начальное значение объема («Сохранить значение») в окне «Кобра 3 - измерение». Выдвигая поршень, постепенно увеличивайте объем воздуха приблизительно до 70 ml с интервалом в 1 ml (так как поршень смазан маслом, берите его за самый конец правой рукой, а левой рукой держите стеклянный кожух). При каждом новом изменении сохраняйте значение объема («Сохранить значение») в окне «Кобра 3 - измерение».
После
выполнения всех измерений (» 20 значений объема) щелкните
на команде «Закрыть». На экране появятся графики зависимостей давления,
объема, температуры и обратного объема (1/V) от
номера измерения (n ). Щелкните правой кнопкой мыши на диаграмме. В
появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица
значений объема и давления для каждого измерения. Перепишите эти данные, В
принципе дальше по этим данным можно дома все вычислить и построить необходимые
графики.
А можно продолжить работу на компьютере. На всякий случай сохраните полученные результаты (меню «Файл», команда «Сохранить как …»). Исходные графики не закрывать.
В меню «Измерение» выберите команду «Управление каналами». Появится окно для выбора каналов по осям “X” и Y” (рис.9).
Вначале выберите «объемV» (то, что хотите откладывать по оси “X”), далее стрелка ®, стрелка . Затем выберите «давление р» (то, что хотите откладывать по оси “Y”), стрелка ®, кнопка «да». На экране появится график зависимости давления от объема. Щелкните правой кнопкой мыши на диаграмме. В появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица значений объема и давления для каждого измерения. Перепишите эти данные. Этот график тоже можно сохранить в отдельном файле.
Далее возвращаемся к исходным графикам. Опять в меню «Измерение» выберите команду «Управление каналами». Появится окно для выбора каналов по осям “X” и Y”. Для оси «X» выберите канал « 1/V», для оси « Y» -канал «давление р».Нажмите «Да». На экране появится график зависимости давления от 1/V. Щелкните правой кнопкой на этом графике. В появившемся контекстном окне выберите «Таблица данных». Появится таблица значений давления и 1/V для каждого измерения. Перепишите эти данные. Этот график тоже можно сохранить в отдельном файле.
Обработка результатов измерений.
Измеренные и вычисленные данные занесите в табл.1.
|
№ измерения |
1 |
2 |
3 |
….. |
…. |
…. |
18 |
19 |
20 |
|
p |
|||||||||
|
V |
|||||||||
|
1/V |
|||||||||
|
pV |
Убедитесь, что для изотермического процесса приведение давления на объем есть величина постоянная (в пределах точности измерения).
В отчете должны быть представлены графики зависимостей p=f(V) и p=f(1/V). Эти графики строятся студентами самостоятельно по записанным экспериментальным данным или приводятся графики, построенные на компьютере во время выполнения работы.
Из графика зависимости p=f(1/V) надо вычислить универсальную газовую постоянную R.
Уравнение Менделеева – Клапейрона можно переписать в виде
(5)
Для изотермического процесса график зависимости p=f(1/V) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Тангенс угла наклона этой прямой равен постоянной в уравнении (5).
Отсюда
(6)
В этой формуле молярная масса m=29.10-3 кг/моль (для воздуха), Т – измеренное значение температуры воздуха (в градусах Кельвина), М – масса воздуха в шприце. Эту массу можно вычислить через плотность воздуха r и исходный объем воздуха V в шприце (рекомендуемое значение V=50 мл).
M=rV
Плотность воздуха при нормальных условиях r=1,29 кг/м3.
Тангенс угла наклона вычисляется из графика как
Из этих данных по формуле (6) вычисляется универсальная газовая постоянная. При вычислениях не забудьте значения давления и объема выразить в системе СИ (при выполнении работы давление измеряется в гектопаскалях, 1гПа=102 Па, а объем измеряется в миллилитрах).
Сравните полученные значения R с табличными данными. Различие в значениях объясняется невозможностью обеспечить полную герметичность при изменении объема воздуха в шприце.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.