Цель работы: Опытным путём проверить закон Гей-Люссака.
Закон Гей-Люссака: Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется. Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить справедливость равенства
Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении.
Оборудование: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8-10 мм, цилиндрический сосуд длиной 600 мм и диаметром 40– 50 мм, наполненный горячей водой (t=60оC), стакан с водой комнатной температуры, пластилин, термометр, линейка.
Методика эксперимента
Стеклянная трубка открытым концом вверх помещается на 3–5 мин в цилиндрический сосуд с горячей водой. В этом случае объем воздуха V1 равен объему стеклянной трубки, а температура – температуре горячей воды T1. Это – первое состояние (Рис.1). Чтобы при переходе воздуха во второе состояние его количество не изменилось, открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде, замазывают пластилином. После этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры, а затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься (Рис.2). После прекращения подъема воды в трубке объем воздуха в ней станет равным V2 < V1. Для того чтобы давление воздуха в трубке осталось тем же, что и в первом состоянии, т.е. равным атмосферному, необходимо погрузить трубку на такую глубину, чтобы уровни воды в трубке и в стакане стали одинаковыми (Рис.3). Это будет второе состояние воздуха в трубке при температуре окружающего воздуха T2. Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине V1/V2 = Sl1/Sl2=l1/l2 . Поэтому в работе следует сравнивать отношения l1/l2 и T1/T2. Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура – термометром.
Проведение работы
1. Подготовьте бланк отчета с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.
2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.
3. Измерьте длину l1 стеклянной трубки и температуру воды t1 в цилиндрическом сосуде.
4. Приведите воздух во второе состояние так, как об этом сказано выше. Измерьте длину воздушного столба в трубке l2 и температуру окружающего воздуха t2.
5. Вычислите отношения l1/l2 и T1/T2, относительные 
и абсолютные 
погрешности измерения этих отношений по формулам:
6. Сравните отношения l1/l2 и T1/T2. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.
Контрольные вопросы
1. Почему после погружения стеклянной трубки в стакан с водой комнатной температуры и после снятия пластилина вода в трубке поднимается?
2. Почему при равенстве уровней воды в стакане и в трубке давление воздуха в трубке равно атмосфер-ному?
Поделиться с друзьями: