L-micro (лабораторные работы и демонстрации)

Изохорный процесс

• 
  Прибор «Изохора» с встроенным датчиком температуры
  
• 
  Датчик абсолютного давления
  
• 
  Шланг вакуумный (25 см)
  

• 
  Штатив
  
• 
  Сосуд с водой
  

1. 
   Закрепите прибор для демонстрации изохорного процесса в штативе (рис. 1.).
   
2. 
   Присоедините к установке датчик давления с помощью вакуумного шланга и закрепите его в штативе над установкой
   
3. 
   Подключите датчик давления к разъему 1 компьютерного измерительного блока, а датчик температуры – к разъему 2
   
4. 
   Нагрейте необходимое количество воды до температуры 80 – 90С
   
5. 
   Погрузите установку для демонстрации изохорного процесса в горячую воду (крышка должна быть погружена в воду) и подождите 3–5 мин. (это время необходимо для полного прогрева стенок сосуда и газа внутри него).
   

1. 
   Запустите программу L-micro, нажмите на кнопку «Молекулярная физика», выберите раздел «Газовые законы и свойства насыщенных паров», а в нем - эксперимент «Изохорный процесс». Выберите нужный вариант представления данных эксперимента
   
2. 
   Войдите в режим настройки эксперимента (кнопка «настройка») и убедитесь, что датчики подключены правильно, а их показания равны ~120 кПа и 7080С для датчика абсолютного давления и датчика температуры соответственно.
   
3. 
   С помощью соответствующей кнопки перейдите в экран проведения измерений и извлеките установку для демонстрации изохорного процесса из воды
   
4. 
   Включите регистрацию данных, нажав на кнопку «пуск». Газ в резервуаре начнет остывать, что показывается кривыми и цифровыми индикаторами на экране компьютера.
   
5. 
   Измерения можно остановить через 10─15 минут, когда температура газа практически становится равной комнатной температуре. Для остановки эксперимента нажмите кнопку «стоп»
   

6. 
   Проведите выбор точек для передачи в программу обработки. Для этого наведите указатель мышки на одну из точек графика и щелкните левой клавишей. На экране появится красная точка большого размера. Если на экране несколько кривых (регистрировалась зависимость параметров газа от времени), то автоматически выделяются все точки с одинаковой абсциссой. Повторное наведение указателя мыши на уже выделенную точку и нажатие левой клавиши приводит к снятию выделения. Всего желательно выбрать 15 – 20 точек. Если по каким-либо причинам было выбрано менее трех точек, обработка происходит по всем точкам, которые были записаны в ходе проведения эксперимента (между нажатием кнопки «пуск» и кнопки «стоп»).
   
7. 
   Для выхода из экрана измерений в режим обработки нажмите клавишу «обработка».
   

1. 
   На первом экране представлена экспериментальная зависимость P = P(t). При нажатии кнопки «прямая» на график добавляется прямая линия, наилучшим образом аппроксимирующая экспериментальные результаты и выводится ее уравнение Y=aX+b. Зависимость давления газа P от температуры t (в градусах Цельсия) выражается формулой P=P₀(1 +  t), где P₀ – давление газа при температуре 0С, а  - температурный коэффициент давления газа. Таким образом, коэффициент a в уравнении прямой равен a =  P₀, а b = P₀. Проведя необходимые вычисления, вы на основе данных эксперимента получите значение температурного коэффициента давления газа и сможете сравнить его с теоретическим значением (1/273 0,0037).
   

2. 
   Экспериментальные данные выводятся здесь в виде зависимости давления от абсолютной температуры. При нажатии на кнопку «прямая» на экспериментальные данные накладывается прямая, наилучшим образом аппроксимирующая экспериментальные результаты и выводится ее уравнение вида Y=кX. Данное уравнение представляет собой уравнение продемонстрированного изохорного процесса P=P₀T. Коэффициент к в уравнении этой прямой также равен  P₀ и поэтому в рамках допустимой погрешности эксперимента должен совпадать со значением коэффициента a, полученного на предыдущем графике.
   

3. 
   Следующий экран обработки представляет таблицу:
   

	P, кПа	t, оС	Т, К
1
2