Жұмыс істеу әдістемесі және тәжірибелік қондырғыны бейнелеу

Бұл жұмыста ауаның газ тұрақтысын R_тәж, тәжірибелік жолмен анықтау төмендегіше іске асырылады.

1.1–суретке сәйкес ыдыста 7 тұрақты көлемде V бөлменің атмосфера-лық қысымында Р_б және температурасында Т_орт массасы m₁ ауа орна-ласқан. Ауаның алғашқы күйінің параметрлері күй теңдеуіне байланысты:

Р_б·V = m₁·R_тәж· Т_о. (1.10)

Егер ыдыстан ауаның біраз бөлігін шығарып, сосын шүмекті 6 (кранды) жапса онда оның қысымы Р_вак, массасы m₂ болып, күй теңдеуі былай жазылады:

Р_вак·V = m₂·R_тәж· Т_о. (1.11)

Егер тәжірибеден ауаның осы екі теңдеулік күйлеріндегі параметрлерін анықтасақ, (1.11) теңдеуінен (1.10) теңдеуін алып былай жазуға болады:

, , Дж/(кг·К) (1.12)

мұндағы Р_б – барометрлік қысым, Па (барометрмен анықталады);

Р_вак – сиретілген (немесе вакууметрлік) қысым, Па (вакуумметрмен өлшенеді);

Т_о – қоршаған ортаның температурасы, К (лабораториялық термометрмен өлшенеді);

V – ыдыстың (7) көлемі қондырғыда көрсетілген.

Тәжірибелік қондырғының сұлбасы 1.1-суретте көрсетілген. Қондырғы тәжірибелік ыдыс (7) қойылған дәл өлшейтін электронды таразыдан (салмақтан, 8) тұрады. Ыдыс ажыратқыш – кранмен (шүмекпен) (6) резеңкілі (5) және металды (шынылы, 4) түтікшелермен, вакууметр (3) және вакуумдық сорғыға жалғасқан.

Вакуумдық сорғы (1) мен ыдыстың (7) арасында ауаны сорған кездегі қысымның лүпілін басу үшін жинағыш (ресивер, 2) жалғанған.

1.1- сурет. Тәжірибелік қондырғының сұлбасы.

1 – вакуумдық сорғы; 2 – жинағыш (ресивер); 3 – вакууметр; 4 – металл (шыны) түтікше; 5 – резіңкілі түтікше; 6 – шүмек (кран); 7 – тәжірибелік ыдыс; 8 – зертханалық дәлдік электрондық таразы.

Жұмысты орындау тәртібі және тәжірибелік нәтижелерді

Деу.

Резеңкілі (немесе шынылы) түтікшенің (5) көмегімен тәжірибелік ыдысты (7) вакуумдік жүйеден айырамыз. Кранды (шүмекті, 6) ашып 2–3 минут күту керек. Сосын массасы m₁ ауамен толтырылған тәжірибелік ыдысты (7) электрондық тарзыға (8) қойып, теңестіреміз. Бұл жағдайда ыдыс ішіндегі ауаның қысымы Р_бар, температурасы Т = Т_о тең. Осы кездегі толтырылған ауамен ыдыс (7) салмағының m₁мәнін, электрондық таразының (8) көмегімен санап алу керек. Сосын ажыратқыш (қосушы) кран (6) арқылы тәжірибелік ыдысты (7) вакуумдік сорғыға (1) жалғап, вакуумметр арқылы қысымды (сиретілген) қадағалап, ауаның бір бөлігін сорып шығару қажет. Қысымды оқытушының айтқан шамасына Р_вак дейін азайтқан соң 2-3 минут күтіп, ыдыстың ішіндегі қысымды Р_вак вакууметрдің (3) көмегімен өлшеген жөн. Осы уақыт аралығында әдетте ыдыстың жылулық күші, қоршаған ортаның жылулық күшімен теңеседі. Мұнан соң вакуумметр мен ыдыс арасындағы кранды (шүмекті, 6) тауып, оны ажыратып электрондық таразының (8) көмегімен сорып алынған ауаны есепке ала отырып, ыдыстың салмағы m₂-ге азаяды. Олай болса ыдыстан сорып алынған ауаның массасы ∆m мынаған тең болады:

∆m= m₁-m₂, (1.13)

мұндағы m₁ – тәжірибеге дейінгі кранмен (6) және резеңкілі (немесе шынылы) түтікшемен (5) бірге тәжірибелік ыдыстың массасы, г;

m₂ – тәжірибеден кейінгі кранмен (6) және резіңкілі (немесе шынылы) түтікшемен (5) бірге тәжірибелік ыдыстың массасы, г.

Тәжірибені 2-3 рет қайталау керек әртүрлі сиретілген қысымды Р_вак.

Тәжірибелерді бастаудан бұрын бақылау және нәтижелер 1.1-кестесін дайындап, өлшенген бірліктер мен нәтижелердің бірліктерін СИ бірліктеріне келтіру керек (Б қосымшасы).

Тәжірибелік ыдыстың (7) көлемі V=...м³.

Қоршаған орта температурасын зертханалық термометрмен Т_ор, ал қысымын Р_{б. ат} барометрмен өлшеу керек.

1.1-кесте

Өлшенген нәтижелер және тәжірибенің нәтижесін өңдеу

Тәжіри-бе нөмірі №

То, К

Рб(атм), Па

Рвак

Рб(абс) Па

m1

m2

∆m

R

Rсб

кг/см2

Па

мг

кг

мг

кг

мг

кг

Дж/ (кгК)

Сонан соң (1.12) теңдеуі арқылы R_тәж-дің мәнін тауып, оның үш тәжірибеден табылған мәндері арқылы орта шамасын R_ор.тәж мәнін (1.6) формуласымен есептелінген және газ тұрақтысының әдебиеттегі R_әд=287Дж/(кгК) мәндерімен, яғни (1.14) және (1.15) теңдеулер арқылы салыстыру керек.

δ R_есеп = R_{қос.есеп} – R_ор.тәж ; (1.14)

R_{қос.есеп}

δ R_әдеб = R_әдеб – R_ор.тәж ; (1.15)

R_әдеб

Тәжірибедегі ең жоғарғы салыстырмалы (приборлық) қателігін (1.12) формуласы бойынша мына теңдеумен анықтауға болады:

(1.16)

мұндағы ∆V – тәжірибелік ыдыстың көлемін өлшегендегі абсолюттік қателік (∆V≈5·10^-6м³);

∆Р_вак – сиретілген қысымды өлшеудегі абсолюттік қателік (аспаптық дәлдік класымен анықталады);

∆(∆m) – сорылып алынған ауа массасын өлшегендегі қателік (аспаптың дәлдік класымен анықталады ± 0,001г);

∆Т – ауа температурасын өлшеудегі абсолюттік қателік (∆Т=1К).

Егер δR_әдеб, δR_{қат.тәж}-ден аз немесе тең болса, тәжірибе қанағаттанарлықтай жүргізілген болып саналады.

Әдебиеттер: 1[6-10бет], 3[5-16бет], 5,6[12-14бет], 10[4-11бет].