Лаборатория 14
ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МОЛНА МАСА ВЪЗДУХ
Целта на тази работа е да се определи моларната маса на въздуха и неговата плътност въз основа на уравнението Клапейрон - Менделеев.
За всеки еднокомпонентен идеален газ е валидно да се напише уравнението Клапейрон - Менделеев за моларната маса М във формата на
но тази работа определя М въздух, който представлява смес от няколко газове (главно азот и кислород). За смес от газове може да се говори само за „ефективна“ моларна маса. Под ефективно моларната маса на смес се разбира като моларната маса на такъв идеален газ, който със същите параметри (стр, V, т) със смес от газове има еднаква маса. Следователно, за да се определи ефективната моларна маса на въздуха, може да се използва съотношението (1).
1. Описание на метода за настройка и измерване
Общият изглед на инсталацията е показан на фиг. 1. Състои се от подвижен балон 2 (сила на звука Vх), кран 3, затягаща гайка 4, балон пет (сила на звука V1), вакуумметър 6, вакуумна линия 7 с кран 8 да се свържете с атмосферата (8 - впръскване на въздух в системата). С кран един системата е изключена от вакуумната помпа, която е неразделна част от инсталацията.
Вакуумметърът е пружинна куха тръба Б.овално сечение, което с нипелИсвързва се с инсталацията. Когато въздухът се отстрани от тръбата, налягането вътре в тръбата намалява и запечатаният й край започва да се движи под въздействието на разликата в налягането между атмосферния въздух и въздуха вътре в тръбатаБ.. В този случай механизмът на лоста и предавката завърта стрелката-стрелка. Въртенето на стрелката е пропорционално на вакуума, постигнат в системата, т.е. разликата между атмосферното налягане и въздушното налягане в инсталацията. Нулевата стойност на скалата на вакууммера съответства на атмосферното налягане в инсталацията. Устройството започва да се показва само когато въздухът се изпомпва от системата, т.е. при въздушно налягане в инсталацията под атмосферното.
Когато стрелката е отклонена от нразделения, вакуумът в системата е
където е делението на скалата на вакууммера.
Ако максималният брой габаритни деления н, тогава делението на скалата на вакууммера се определя от съотношението
Това се дължи на факта, че отклонението на манометровата игла от нделения съответства на така наречения технически вакуум (въздушното налягане в системата се приема за нула). Тогава въздушното налягане в системата според равенствата (2) и (3) ще бъде записано
Нека си представим два тома V1 и Vх, свързани чрез преход с кран 3 между тях (виж фиг. 1).
Нека обозначим съответно налягането в тези съдове стр1 и стр2. Ако отворите крана 3, след това газът от съда с обема Vх ще се разпространи в целия обем и ще създаде частичен натиск стр2, което е свързано с първоначалния натиск от закона на Бойл-Марио
За съд с обем V1, аргументирайки подобно, получаваме
Където стр1 е парциалното налягане на газа, първоначално разположен в обема Vедин.