Лабораторная работа №6 Закон Бойля-Мариотта.

Лабораторная работа № 6

Цель работы: проверить на опыте закон Бойля-Мариотта.

Оборудование: прибор для изучения газовых законов, ба­рометр, испытуе­мый газ — воздух.

Теория:

 Состояние данной массы газа характеризуется тремя величинами (параметрами): объемом V, давлением р и термодина­мической температурой Т. В природе и технике, как правило, проис­ходят изменения всех величин одновременно, но при этом соблюдается закономерность, вы­раженная уравнением со­стояния газа:

m = const.

Для данной массы га­за произведение объема на давление, деленное на термодинамическую тем­пературу, есть величина постоянная.

Проверить эту зависи­мость экспериментально можно, используя

прибор для изучения газовых законов (смотри рисунок).

Закон Бойля—Мариотта для изотермического процесса, т. е. процесса, протекающего при постоянной температуре (Т1 = Т2), является частным случаем объединенного газового закона:

Можно сказать, что давление данной массы газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально его объему.

РV= const, при T=const.

Описание установки.

Прибор состоит из шприца (1), вмонтированного в стакан (2) и манометра (3). Выход шприца соединяют длинными трубками (5) через тройник (6) с манометром. Свободный конец тройника служит для соединения с атмосферой, на него надевают короткую трубку (8), которую при необходимости можно перекрыть зажимом (4). Для герметичности трубку зажимают, перегибая.

Порядок выполнения работы:

1. Определить цену деления шкалы манометра.
2. Определить атмосферное давления по показаниям барометра.
3. Собрать установку по рисунку.
4. Поднять шприц до любого выбранного деления при открытом зажиме и зафиксировать показания манометра.
5. Показания приборов занести в таблицу.
6. Зафиксировать зажим, изменить объем воздуха под поршнем шприца (опустить поршень) и закрепить фиксатором (7).
7. Показания приборов занести в таблицу.
8. Повторить опыт с третьим значением объема.
9. Вычислить значение постоянной с для каждого опыта, срав­нить результаты и сделать вывод.
10. Определить среднее значение постоянной  с и найти  относи­тельную погрешность методом среднего арифметического.
11. Сделать вывод по всей работе.

Таблица 3.

Номер опыта

Показания барометра P0 , Па

Показания манометра,

ΔP, Па

Давление воздуха в шприце

Р =?  P0± ΔP?, Па

Объем воздуха V, м3

Постоянная PV = с, Па м3

Среднее значение постоянной

сср, Па м3

Относительная погрешность

δ = Δсср / сср 100%

1

2

3

Вычисления:

1. Цена деления манометра = _______________ =   _________ мм. рт. ст.

1мм. рт. ст. = 133 Па

1. Цена деления барометра = _______________ =___________  мм. рт. ст.

1мм. рт. ст. = 133 Па

1. Показания барометра: Р0 = _______________ мм. рт. ст.

Р0 = _________________________________= ________________Па

1. Первое положение шприца: V1 = __________ мл.            1 мл = 10-6 м3.

V1 = __________ м3.

Показания манометра: ΔР1 = _______________ мм. рт. ст.          

ΔР1 = ________________________=______________ Па

                   Давление воздуха в шприце:

         Р1 =?  P0± ΔP?        Р1 =_____________________=________ Па

Постоянная:    с1 = PV            с1 = _______________=_________ Па·м3            

1.  Второе положение шприца: V2 = __________ мл.          1 мл = 10-6 м3.

V2 = __________ м3.

Показания манометра: ΔР2 = ____________________=__________ мм. рт. ст.          

ΔР2 = ________________________ =_______________Па

                   Давление воздуха в шприце:

         Р2 =?  P0± ΔP?        Р2 =______________________=_______ Па

Постоянная:    с2 = PV            с2 = _________________=_______  Па·м3            

1. Третье положение шприца: V3 = __________ мл.          1 мл = 10-6 м3.

V3 = __________ м3.

Показания манометра: ΔР3 = _______________ мм. рт. ст.          

ΔР3 = ________________________ =________________Па

                   Давление воздуха в шприце:

         Р3 =?  P0± ΔP?        Р3 =_________________________ =________ Па

Постоянная:    с3 = PV            с3 = ____________________=_________ Па·м3            

7. Среднее значение постоянной:

 =________ Па·м3

8. Абсолютное значение погрешности:

Па·м3

Па·м3

 Па·м3

9. Среднее значение абсолютной погрешности:

 =________Па·м3

10. Относительная погрешность:

δ = Δсср / сср· 100%               δ =_____________________=__________%

11. Результат: с = сср ± Δсср                        с=_______________ Па·м3
 

Вывод: в ходе лабораторной работы ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________