Описание на метода за настройка и измерване

ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ГАЗОВАТА (МОЛАРНА) КОНСТАНТА И СКОРОСТ НА ДВИЖЕНИЕ НА ВЪЗДУШНИТЕ МОЛЕКУЛИ

Обективен: измерване на газовата константа по метода на изпомпване, определяне на скоростта на движение на молекулите.

Оборудване: стъклен цилиндър, везни с тежести, термометър, помпа, манометър, анероиден барометър.

Кратка теория

Газът се счита за идеален, ако размерът на молекулите може да бъде пренебрегнат и молекулите могат да се считат за материални точки, които се движат свободно, без да взаимодействат помежду си, с изключение на моментите на сблъсък. Газовите свойства се характеризират с параметри на състоянието: налягане, температура, обем, количество вещество, маса. За идеален газ те са свързани помежду си чрез уравнението на състоянието - уравнението на Менделеев-Клапейрон

.

Количеството на веществото, измерено в бенки н, се определя като съотношението на броя на структурните елементи (молекули) н, съдържащи се в дадена маса материя, до числото на Авогадро НА:

.

От друга страна, количеството на веществото може да се намери като съотношението на масата на веществото м до моларната му маса м: .

Газовата (моларна) константа R е числено равна на работата на изобарно разширение на един мол идеален газ при нагряване от един келвин. Той е еднакъв за всички газове. От сравнение на моларните топлинни мощности на изобарни и изохорни процеси следва, че тяхната разлика е равна на газовата константа. Тази константа често се нарича моларна константа.

За да се определи газовата константа, параметрите на газа се измерват в един и същ обем на цилиндъра в две състояния - преди и след изпомпване. Уравненията на състоянието се записват за всеки случай, второто се изважда от първото уравнение, като се получава изчислена формула за изчисляване R:

---