Лабораторная работа № 7. Цель: Экспериментальным путем проверить выполнение закона Бойля – Мариотта.

Тема: ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА БОЙЛЯ-МАРИОТТА.

Цель: Экспериментальным путем проверить выполнение закона Бойля – Мариотта.

Средства измерения: Стеклянный цилиндр высотой 40 смс водой; стеклянная трубка длиной 40-50 см, запаянная с одной стороны; измерительная линейка; барометр-анероид.

Материалы: Штатив.

Теоретические сведения:

Для данной массы газа при изотермическом процессе (m = const и T = const) выполняется закон Бойля-Мариотта, который утверждает, что произведение давления на объем остается неизменным: PV = const.

Закон Бойля – Мариотта можно сравнительно просто проверить при помощи несложного оборудования. Если в цилиндр с водой 1 опустить открытым краем вниз трубку 2 (смотри рисунок), то воздух в ней будет находиться под давлением, которое равно сумме атмосферного и гидростатического давления столба воды высотой h.

Плотность вещества воды в 13, 6 раз меньше чем ртути,

поэтому столбик воды высотой h (мм), который образуется

давлением, равен столбику ртути высотой мм.

Воздух в трубке будет под давлением:

Р = Н +

Где Н – атмосферное давление, которое измеряется в мм ртутного столба;

h – разница уровней воды в цилиндре и трубке, которая измеряется в мм.

Объем воздуха в трубке: , где

L – длина столбика воздуха;

S – площадь его поперечного сечения. Но поскольку площадь поперечного сечения постоянна, то численное значение объема воздуха можно заменить высотой столбика.

Расчетные формулы:

Если изменить глубину погружения трубки, изменяется объем и давление воздуха в ней.

Закон Бойля- Мариотта в нашем случае можно записать так:

В работе нужно изучить зависимость между давлением и объемом.

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомится с инструкцией по ТБ № 11 (11б- при работе со стеклянными приборами).

2.Измерить при помощи барометра давление Н (в мм рт. ст.) – под таким давлением

находится воздух до ее погружения в воду.

3.Погрузить в воду трубку открытым краем на максимальную глубину.

Измерить длину столба воздуха в трубке и разницу уровня воды в ней и цилиндре.

4.Повторить измерения L и h для двух меньших глубин погружения трубки.

5.Посчитать произведение (Н + ) х L для всех трех опытов, сравните их, сделайте вывод.

Таблица результатов:

Номер опыта	Н, мм.рт.ст.	h, мм	L(V), мм	p= (H + ) мм.рт.ст.	C= L( + H)

Вычисления:

Р = С =

Р = С =

Р = С =

Оценка точности проведенного измерения.

1. - относительная погрешность измерения

,

2. - абсолютная погрешность измерения

1, 5 мм; H = 3, 5 мм. рт. ст.; h = 1, 5 мм;

Вычисления:

C = C x ;

C =; C =; C =;

C= C C

C =; C =; C =;

ВЫВОД: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. При каких условиях выполняется закон Бойля-Мариотта?
2. Какова зависимость между макропараметрами при:

а) изотермическом процессе;

б) изобарном процессе;

в) изохорном процессе.