Описание экспериментальной установки

У становка для определения постоянной Больцмана (рис. 2) состоит из герметически закрытого стеклянного сосуда известного объёма 1, соединенного при помощи трубки 4 и резинового шланга с водяным манометром 2. Трубка 5 с краном служит для связи внутренней полости баллона с атмосферой. Через трубку 6, грушу 7 и кран 8, осуществляется вентиляция баллона. Эфир вводят внутрь баллона при помощи шприца 9, через иглу в пробке баллона.

Первоначально сосуд заполнен воздухом при атмосферном давлении, поэтому уровни воды в обоих коленах манометра одинаковы. Если шприцем ввести внутрь сосуда жидкий этиловый эфир, то он быстро испарится, температура в баллоне понизится, а затем пары эфира равномерно распределятся по всему объёму сосуда. Парциальное давление паров эфира Р уравновешивается давлением водяного столба в правом (см. рис. 2) колене манометра. Температура паров эфира при этом равна комнатной.

Указания по технике безопасности

Так как эфир обладает наркотическим действием и в больших дозах вреден для организма, необходимо соблюдать следующие правила: сосуд с эфиром открывать только при наполнении шприца, не разливать эфир, работать при включенной вентиляции (или при наличии вытяжного шкафа), по окончании работы проветривать помещение.

Нарушение герметичности сосуда может быть вызвано выниманием иглы из пробки. Поэтому игла должна бать в пробке постоянно.

Порядок выполнения работы

1. Открыть кран, и при помощи груши (насоса) в течение 7 – 10 минут проветривают баллон. Затем кран закрывают.

2. В шприц набирают эфир объёмом V_э (по указанию преподавателя) и вводят в баллон.

3. Записывают максимальную разность высот жидкости в коленах манометра h. Число опытов и повторений эксперимента при одних и тех же начальных условиях определяется преподавателем. Для получения правильных результатов перед каждым опытом проветривание баллона обязательно.

4. Результаты заносятся в таблицу наблюдений и затем, вычисляются

ошибки эксперимента.

№/п

Vэ, ед. изм.

Vэ ед. изм.

Sv, ед. изм., v, ед. изм.

h1, ед. изм.

h1ср, ед. изм.

Sh1, ед. изм., σh1, ед. изм.

h2, ед. изм.

h2ср, ед. изм.

Sh2, ед. изм., σh2, ед. изм.

k, ед. изм.

kср, ед. изм.

Sk , ед. изм. , k, ед. изм.

1. 2. . . .

Контрольные вопросы

1. Объяснить, почему требуется проветривать баллон после указанного опыта.

2. После введения эфира в баллон температура внутри него понижается. Почему?

3. Каков физический смысл постоянной Больцмана?

4. Выведите формулу 1.

5. Сформулируйте законы Дальтона, запишите соответствующее равенство. Обсудите границы применимости данных законов.

6. Получите с помощью закона Дальтона уравнение Клапейрона – Менделеева для смеси газов.

7. Закон Авогадро. Постоянная Лошмидта.

8. Оказывают ли влияние на давление внутренние степени свободы?

9. В каком направлении изменится давление молекул на стенку, если принять во внимание их конечные размеры и силы притяжения между молекулами?