Επαλήθευση των νόμων των ιδανικών αερίων και της καταστατικής εξίσωσης (& video)

Επαλήθευση των νόμων των ιδανικών αερίων και της καταστατικής εξίσωσης στη Φυσική Β' ΓΕΛ Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης

Ισόθερμη μεταβολή / Νόμος του Boyle (βίντεο )

Δείτε πειραματικές μετρήσεις σε αρχείο excel

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Συσκευή νόμων των αερίων GLA01 (γκρι βαλιτσάκι από ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ)

2. 4 ποτήρια ζέσεως, 2 των 250mL (ΧΗ.300.6) και 2 των 1000mL (ΧΗ.300.9)

3. Κομπιουτεράκι, μολύβι, χαρτί

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

Πριν χρησιμοποιήσουμε τη συσκευή για μετρήσεις ελέγχουμε:

α) Το υδατόλουτρο από PVC να μην έχει διαρροή νερού στη βάση του. Αν έχει:

- ο κατασκευαστής προτείνει στο σημείο της διαρροής να στάξουμε μία σταγόνα υγρή κόλα στιγμής και να το αφήσουμε να στεγνώσει

- μπορούμε να βάλουμε κόλα στεγανοποίησης, σε σωληνάριο σιλικόνης, που τη βρίσκουμε σε καταστήματα με χρώματα

- μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σιλικόνη μονωτική, για φθηνότερη λύση.

β) Την πλαστική σύριγγα να μην είναι σπασμένη ή ραγισμένη. peirama kat. eksiswsi

γ) Το πολύμετρο να έχει μπαταρία (να μην είναι τελειωμένη) και αν η θερμοκρασία που δείχνει είναι η σωστή θερμοκρασία περιβάλλοντος.

  • Προσέχουμε να είναι καλά βιδωμένο το σωληνάκι του μανομέτρου για να μην έχουμε αλλαγή στην ένδειξη λόγω διαρροής. Δεν το σφίγγουμε πολύ μη σπάσει.
  • Στο πολύμετρο συνδέουμε το βύσμα του θερμοζεύγους (αισθητήρα θερμοκρασίας) στην υποδοχή, με τις βίδες του κίτρινου φις προς τα έξω (βλ. εικόνα εγχειριδίου χρήσης σελ. 7).
  • Το καλώδιο του θερμοζεύγους όταν το στερεώσουμε στο μεταλλικό κυλινδρικό σωλήνα και τον βάζουμε ή τον βγάζουμε στο κυλινδρικό υδατόλουτρο, προσέχουμε να περνά από την εγκοπή για να μην φθείρεται (βλ. εικόνα εγχειριδίου χρήσης σελ. 6).
  • Οι τρίοδες στρόφιγγες με τα βελάκια τους δείχνουν σε ποιες θέσεις επιτρέπουν την δίοδο του αέρα και σε ποια όχι. no2
  • Να μη βάζουμε στο υδατόλουτρο περισσότερο από 800mL νερό γιατί θα ξεχειλίσει.
  • Όταν το κινούμενο έμβολο στο μεταλλικό κύλινδρο βρίσκεται στην κατώτερη θέση, που μας επιτρέπει ο χειροκίνητος μηχανισμός του, δεν μηδενίζεται ο χώρος του αέρα που περιέχεται στον κύλινδρο ούτε και η ένδειξη του μανομέτρου (πίεση).
  • Η σύριγγα δεν πρέπει να είναι προσαρμοσμένη στο σωληνάκι όταν εκτελούνται οι ασκήσεις ισόθερμης, ισόχωρης και ισοβαρούς μεταβολής, αλλά μόνο για την καταστατική εξίσωση.
  • Στο τέλος των σημειώσεων παραθέτουμε τις οδηγίες εκτέλεσης των πειραμάτων, όπως αναγράφονται στο εγχειρίδιο χρήσης της συσκευής

 

Πειραματική διαδικασία

 

Α. ΙΣΟΘΕΡΜΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ (Νόμος του Boyle)

1. Ακολουθούμε τα βήματα, που περιγράφονται στο εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης της συσκευής, σελ. 7 και 8 και συμπληρώνουμε πίνακες αντίστοιχους με αυτούς που ακολουθούν.

2. Μπορούμε να κάνουμε την ισόθερμη μεταβολή με τρεις διαφορετικούς τρόπους:

α) σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (1η φορά)

β) σε υψηλότερη θερμοκρασία, π.χ. 70°C, με ίδιο αριθμό mol αέρα, όπως την 1η φορά (2η φορά)

γ) σε θερμοκρασία, π.χ. 70°C, με μικρότερο αριθμό mol αέρα, από την 1η φορά (3η φορά)

ΠΡΟΣΟΧΗ: Για να έχουμε ορισμένη ποσότητα αέρα (ίδια mol) όταν κάνουμε μετρήσεις σε διαφορετικές θερμοκρασίες και για να μπορούμε να συγκρίνουμε τα διαγράμματα, πρέπει πρώτα να κλείσουμε τη στρόφιγγα (στα 300mL), που απομονώνει το δοχείο από το περιβάλλον στη θερμοκρασία περιβάλλοντος και μετά να βάλουμε ζεστό νερό στο υδατόλουτρο. Έτσι το γινόμενο p·V τη 2η φορά θα είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο της 1ης μέτρησης.

Αν πρώτα βάλουμε ζεστό νερό στο υδατόλουτρο και μετά κλείσουμε τη στρόφιγγα, τότε θα φύγει ποσότητα αέρα από τον κύλινδρο προς το περιβάλλον λόγω μεγαλύτερης θερμοκρασίας, θα έχουμε λιγότερα mol αέρα στο μεταλλικό δοχείο και το γινόμενο p·V θα είναι ίδιο, όπως και την 1η φορά, που μετρήσαμε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.

3. Όταν βάζουμε ζεστό νερό στο υδατόλουτρο πρέπει να κάνουμε τις μετρήσεις σχετικά γρήγορα, γιατί η θερμοκρασία του νερού σε μικρό χρόνο ελαττώνεται κατά δύο ή τρεις βαθμούς.

4. Κάθε στιγμή η πίεση του αέρα στο δοχείο είναι pαέρα= pατμ+ pμαν= (1,01+pμαν) bar, όπου pατμ η ατμοσφαιρική πίεση και pμαν η ένδειξη του μανομέτρου. Η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας είναι 1atm = 1,01325 bar. Άρα όταν το μεταλλικό μανόμετρο μετράει την ατμοσφαιρική πίεση και δείχνει 0 bar, πρέπει να διορθώνουμε την ένδειξη βάζοντας 1,01bar.

5. Ενδεικτικές μετρήσεις φαίνονται στον παρακάτω πίνακα

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

1η φορά

θ1= 17 οC ? Τ1= 290 Κ

n, T1 = σταθ.

2η φορά

θ2= 77 οC ? Τ2= 350 Κ

n, T2 = σταθ.

3η φορά

θ 3= 64 οC ? Τ3= 337 Κ

n', T3 = σταθ.

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

300

1,01

303

300

-

-

300

1,01

303

280

1,1

308

280

1,13

316,4

280

1,08

302,4

260

1,17

304,2

260

1,19

309,4

260

1,15

299

240

1,25

300

240

1,29

309,6

240

1,25

300

220

1,37

301,4

220

1,39

305,8

220

1,36

299,2

200

1,49

298

200

1,51

302

200

1,48

296

180

1,63

293

180

1,67

300,6

180

1,63

293,4

160

1,81

289,6

160

1,86

297,6

160

1,76

281,6

6. Οι γραφικές παραστάσεις πίεσης ? όγκου (p-V) είναι αριστερά για την 1η και 2η φορά και δεξιά για την 3η φορά, που πήραμε μετρήσεις.

7. Οι αποκλίσεις από τα θεωρητικά αναμενόμενα αποτελέσματα οφείλονται:

α) στα σφάλματα των οργάνων,

β) στα σφάλματα ανάγνωσης των τιμών μέτρησης,

γ) στο ότι ο αέρας δεν είναι ιδανικό αέριο και

δ) στο ότι οι μεταβολές δεν είναι αντιστρεπτές.

8. ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΟΝΑΔΩΝ ΠΙΕΣΗΣ

 

atm

bar

cmHg

Torr (=1 mmHg)

Pa (=N/m2)

PSI

1 atm

1

1,01325

76

760

101325

14,69595

1 bar

0,98692

1

75,00617

750,0617

105

14,50377

1 cmHg

0,01315

0,01333

1

10

1333,224

0,19336

1 Torr (=1 mmHg)

0,00131

0,00133

0,1

1

133,3224

0,01933

1 Pa (=N/m2)

9,8692?10-6

10-5

0,00075

0,0075

1

0,00014

1 PSI

0,06804

0,06894

5,17149

51,71493

6894,757

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Β. ΙΣΟΧΩΡΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ (Νόμος του Charles)

1. Ακολουθούμε τα βήματα, που περιγράφονται στο εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης της συσκευής, σελ. 9 και συμπληρώνουμε πίνακα αντίστοιχο με αυτόν που ακολουθεί.

2. Είναι απαραίτητη η συμμετοχή δύο ατόμων για την πραγματοποίηση του πειράματος.

3. Να αφαιρούμε 200mL ζεστό νερό κάθε φορά και να προσθέτουμε άλλα τόσα κρύο (με μικρές ποσότητες οι διαφορές στις μετρήσεις είναι πολύ μικρές). Το ζεστό νερό (αρχικά) να είναι περίπου 70°C και το κρύο, που προσθέτουμε σταδιακά, από το ψυγείο (ή με παγάκια).

4. Για τις αλλαγές του νερού θα χρειαστούν από δύο ποτήρια ζέσεως, των 250mL και των 1000mL. Στο ένα μεγάλο θα έχουμε το κρύο νερό και με το ένα μικρό θα βγάζουμε 200mL ζεστό νερό από το υδατόλουτρο και θα το αδειάζουμε στο άλλο μεγάλο. Στο δεύτερο μικρό θα βάζουμε 200mL κρύο νερό και θα το προσθέτουμε στο υδατόλουτρο. Θα παίρνουμε μετρήσεις πίεσης και θερμοκρασίας, θα τις καταγράφουμε και θα επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία.

5. Κάθε στιγμή η πίεση του αέρα στο δοχείο είναι pαέρα= pατμ+ pμαν= (1,01+ pμαν) bar, έτσι στον πίνακα συμπληρώνουμε την τιμή που διαβάζουμε στο μανόμετρο αυξημένη κατά 1,01 bar.

6. Ενδεικτικές μετρήσεις και το διάγραμμα p-Τ φαίνονται παρακάτω.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

V= 236 mL

n, V = σταθ.

p (bar)

θ (οC)

Τ (Κ)

p/T (bar/K)

1,51

17

-

-

1,63

45

318

5,12·10-3

1,61

40

313

5,14·10-3

1,59

34

307

5,17·10-3

1,57

28

301

5,21·10-3

1,53

23

296

5,16·10-3

 

Γ. ΙΣΟΒΑΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ (Νόμος του Gay-Lussac)

1. Ακολουθούμε τα βήματα, που περιγράφονται στο εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης της συσκευής, σελ. 9 και 10 και συμπληρώνουμε πίνακα αντίστοιχο με αυτόν που ακολουθεί.

2. Ενδεικτικές μετρήσεις και το διάγραμμα p-Τ φαίνονται παρακάτω.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

p= (0,94+1,01) bar= 1,95 bar

n, p = σταθ.

V (mL)

θ (οC)

Τ (Κ)

V/T (mL/K)

114

71

344

0,33

110

55

328

0,33

106

43

316

0,33

102

35

308

0,33

98

28

301

0,32

Δ. ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

1. Ακολουθούμε τα βήματα, που περιγράφονται στο εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης της συσκευής, σελ. 10 και 11 και συμπληρώνουμε πίνακα αντίστοιχο με αυτόν που ακολουθεί.

2. Κάθε φορά που προσθέτουμε αέρα με τη σύριγγα, αυξάνεται η πίεση μέσα στο μεταλλικό κύλινδρο, ενώ η θερμοκρασία και ο όγκος του περιεχόμενου αέρα δεν μεταβάλλονται (δηλ. μετράμε μεταβολές πίεσης p και αριθμού mol n).

3. Σε κανονικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, (po= 1atm & Το= 273Κ) μία ποσότητα n mol αερίου καταλαμβάνει όγκο Vo= n·V mol, οπότε από τον γενικό νόμο των αερίων προκύπτει το απλούστερο παράδειγμα καταστατικής εξίσωσης, που είναι γνωστή σαν καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων: = = = n·= n?R ? p·V= n·R·T όπου:

n= : ο αριθμός των mol του αερίου

Μ : η γραμμομοριακή μάζα του αερίου σε kg/mol

R : η παγκόσμια σταθερά των ιδανικών αερίων, που έχει την ίδια τιμή για όλα τα αέρια και η τιμή της εξαρτάται από τις μονάδες των p, V, T:

 

R = ? ή

R = = 8,314 (S.I.)

R = = 0,082

 

 

4. Κάθε στιγμή η πίεση του αέρα στο δοχείο είναι:

pαέρα = pατμ + pμαν ή pαέρα ? (1,01+pμαν) bar = (1+pμαν/0,99) atm

όπου pατμ η ατμοσφαιρική πίεση και pμαν η ένδειξη του μανομέτρου σε bar.

5. Η μετατροπή μιας ποσότητας αέρα όγκου V από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος T στους To= 273K γίνεται ως εξής: = ? V0 =

6. Για να υπολογίσουμε τον αριθμό n, των mol αέρα όγκου Vo, αντικαθιστούμε το Vo στον τύπο n = και βρίσκουμε: n =

Άρα για να βρούμε τα mol του αέρα που βρίσκονται στο μεταλλικό κύλινδρο αντικαθιστούμε τις μετρήσεις μας όγκου V και θερμοκρασίας Τ στον παραπάνω τύπο.

7. Ενδεικτικές μετρήσεις φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

θ= 23 οC ? Τ= 296 Κ = σταθ.

Vαρχ= 160 mL = 0,16 L

n

(mol)

n · 10-3

(mol)

p μαν

(bar)

p = p ατμ + p μαν

(bar)

p

(atm)

P ? V αρχ / T

(atm ? L / Κ)

n0

6,58

0

1,01

1

3,7·10-4

n0 + n1

6,97

0,08

1,09

1,08

5,7·10-4

n0 + 2n1

7,40

0,14

1,15

1,14

6,0·10-4

n0 + 3n1

7,81

0,20

1,21

1,20

6,4·10-4

n0 + 4n1

8,22

0,26

1,27

1,26

6,7·10-4

n0 + 5n1

8,63

0,32

1,33

1,32

7,0·10-4

n0 + 6n1

9,04

0,38

1,39

1,38

7,3·10-4

n0 + 7n1

9,45

0,42

1,43

1,42

7,5·10-4

n0 + 8n1

9,86

0,48

1,49

1,48

7,8·10-4

n0 + 9n1

10,27

0,54

1,55

1,54

8,2·10-4

n0 + 10n1

10,68

0,58

1,59

1,58

8,4·10-4

8. Ο αρχικός αριθμός των mol ήταν n0 = = = και τα mol που προσθέταμε με τη σύριγγα n1 = = =

9. Ακολουθεί η γραφική παράσταση p·V/Τ ? n, από την κλίση της οποίας βρίσκουμε ότι R= 0,0925 atm·L/(mol·K).

10. Το σχετικό σφάλμα στη μέτρηση της μέσης πειραματικής τιμής Rπ σε σχέση με τη θεωρητική τιμή Rθ= 0,082 atm?L/mol?K της σταθεράς των αερίων R είναι:

σ% = ·100% = = 12,8%.

 

ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΩΝ

(από το εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης της συσκευής του νόμου των αερίων GLA01)

 

Α. ΙΣΟΘΕΡΜΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

1. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των τριόδων στροφίγγων σε τέτοια θέση, ώστε να επιτρέπουν την εισαγωγή αέρα στον κυλινδρικό θάλαμο. Τα χειριστήρια των στροφίγγων έχουν χαραγμένα επάνω τους βελάκια, που δείχνουν ποιες είσοδοι επικοινωνούν μεταξύ τους σε κάθε θέση.

2. Πιέζοντας το μοχλό απελευθέρωσης του στελέχους, τραβήξτε το στέλεχος του εμβόλου προς τα πάνω μέχρις ότου η χαραγή του συμπέσει με την ένδειξη 300 mL. Γυρίστε το ρυθμιστικό της κάτω στρόφιγγας, ώστε ο χώρος του θαλάμου να επικοινωνεί μόνο με το μανόμετρο.

3. Στον πίνακα που ακολουθεί καταγράψτε την ένδειξη του μανομέτρου.

4. Επενεργώντας στη χειρολαβή, κατεβάστε το έμβολο στα 280 mL και καταγράψτε πάλι την ένδειξη του μανομέτρου.

5. Συνεχίστε κατά τον ίδιο τρόπο με βήματα των 20 mL μέχρι τα 160 mL.

6. Επαναλάβετε την ίδια διαδικασία για διαφορετική θερμοκρασία του αέρα που είναι εγκλωβισμένος στον κύλινδρο. Για να δημιουργήσετε συνθήκες διαφορετικής θερμοκρασίας, γεμίστε το υδατόλουτρο με ζεστό νερό, ρίχνοντάς το προσεκτικά, με ένα ποτήρι ζέσεως, στο μαύρο σωλήνα που είναι προσαρμοσμένος στο πάνω άκρο του υδατόλουτρου. Περιμένετε λίγο μέχρι να σταθεροποιηθεί η ένδειξη του ψηφιακού θερμομέτρου και καταγράψτε τη θερμοκρασία στο φύλλο εργασίας. Επαναλάβετε τις μετρήσεις (p, V) για δύο - τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες. Για να πετύχετε διαφορετικές θερμοκρασίες αδειάστε λίγο από το ζεστό νερό του υδατόλουτρου σε ένα ποτήρι ζέσεως ελευθερώνοντας για λίγο το ελαστικό σωληνάκι στο κάτω άκρο του και συμπληρώστε με αντίστοιχη ποσότητα κρύου νερού από το πάνω μέρος.

7. Σχεδιάστε τις καμπύλες (p-V) που προκύπτουν από τις μετρήσεις σας σε μιλιμετρέ χαρτί, αφού σημειώσετε στους άξονες τις κατάλληλες κλίμακες καθώς και τις μονάδες μέτρησης.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

1η φορά

θ1=____οC ? Τ1=____Κ

n, T1 = σταθ.

2η φορά

θ2=____οC ? Τ2=____Κ

n, T2 = σταθ.

3η φορά

θ 3=____οC ? Τ3=____Κ

n', T3 = σταθ.

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

V

(mL)

p

(bar)

p?V

(bar ? mL)

300

1,01

303

300

-

-

300

1,01

303

280

 

 

280

 

 

280

 

 

260

 

 

260

 

 

260

 

 

240

 

 

240

 

 

240

 

 

220

 

 

220

 

 

220

 

 

200

 

 

200

 

 

200

 

 

180

 

 

180

 

 

180

 

 

160

 

 

160

 

 

160

 

 

 

Β. ΙΣΟΧΩΡΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

1. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των στροφίγγων ώστε να επιτρέπουν την είσοδο αέρα στον θάλαμο.

2. Πιέζοντας το μοχλό απελευθέρωσης του στελέχους, τραβήξτε το έμβολο προς τα πάνω μέχρις ότου η χαραγή του συμπέσει με την ένδειξη 200 mL. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των στροφίγγων ώστε ο χώρος του θαλάμου να επικοινωνεί μόνο με το μανόμετρο.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

V=______mL

n, V = σταθ.

p (bar)

θ (οC)

Τ (Κ)

p/T (bar/K)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Επενεργώντας στη χειρολαβή του θαλάμου, συμπιέστε αέρα στο θάλαμο μέχρις ότου η πίεση που δείχνει το μανόμετρο ανεβεί στα 0,50 bar.

4. Γεμίστε το υδατόλουτρο με ζεστό νερό, με τον τρόπο που αναφέρθηκε στην ισόθερμη.

5. Περιμένετε λίγο μέχρι η ένδειξη της θερμοκρασίας να σταθεροποιηθεί.

6. Καταγράψτε την ένδειξη του μανόμετρου στον πίνακα.

7. Ανά διαστήματα, καταγράψτε τη θερμοκρασία και την ένδειξη του μανόμετρου. Για να επιταχύνετε την πτώση της θερμοκρασίας, αδειάστε λίγο από το ζεστό νερό του υδατόλουτρου και προσθέστε κρύο νερό, με τη διαδικασία που αναφέρθηκε παραπάνω για την ισόθερμη μεταβολή.

8. Για χαμηλές θερμοκρασίες, μπορείτε να αντικαταστήσετε το νερό του δοχείου με νερό του ψυγείου στο οποίο μπορείτε να προσθέσετε μερικά παγάκια.

9. Εάν υπάρχει χρόνος, επαναλάβετε για άλλον ένα ή δύο διαφορετικούς όγκους του θαλάμου.

10. Σχεδιάστε τις γραφικές παραστάσεις (P-T) που προκύπτουν από τις μετρήσεις σας σε μιλιμετρέ χαρτί.

 

Γ. ΙΣΟΒΑΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

p= (_______+1,01) bar= ______ bar

n, p = σταθ.

V (mL)

θ (οC)

Τ (Κ)

V/T (mL/K)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Για την ισοβαρή μεταβολή ακολουθείται η διαδικασία που περιγράφεται για την ισόχωρη μεταβολή. Ξεκινήστε και πάλι με κάποια υψηλή θερμοκρασία στο υδατόλουτρο και πίεση θαλάμου 0,70 bar, περίπου και μειώστε σε βήματα τη θερμοκρασία. Επειδή όμως με την μείωση της θερμοκρασίας του αέρα μειώνεται και η πίεσή του, θα πρέπει να μεταβάλλετε τον όγκο του εγκλωβισμένου αέρα μετακινώντας το έμβολο προς τα κάτω ώστε να διατηρείται σε κάθε βήμα σταθερή η αρχική πίεση. Για κάθε θερμοκρασία που θα χρησιμοποιήσετε καταγράψτε τον αντίστοιχο όγκο στον διπλανό πίνακα και σχεδιάστε το διάγραμμα (V-T) σε μιλιμετρέ χαρτί.

 

Δ. ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ

1. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των στροφίγγων ώστε να επιτρέπουν την είσοδο αέρα στον θάλαμο.

2. Πιέζοντας το μοχλό απελευθέρωσης του στελέχους, τραβήξτε το στέλεχος του εμβόλου προς τα πάνω μέχρις ότου η χαραγή του συμπέσει με την ένδειξη 140 mL ή 160 mL. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των στροφίγγων ώστε ο χώρος του θαλάμου να επικοινωνεί με το μανόμετρο. Η ποσότητα του αέρα που έχει εγκλωβιστεί στο θάλαμο αντιστοιχεί σε ορισμένο αριθμό mol n0.

3. Προσαρμόστε τη σύριγγα στο σωληνάκι που είναι τοποθετημένο στο άκρο της πάνω στρόφιγγας, αφού τραβήξετε το έμβολό της στη θέση των 10 mL ώστε να εισαχθεί στη σύριγγα η συγκεκριμένη ποσότητα αέρα η οποία αντιστοιχεί σε n1 γραμμομόρια.

4. Γυρίστε τα ρυθμιστικά των στροφίγγων, ώστε να συνδέεται η σύριγγα και το μανόμετρο με το θάλαμο και πιέστε το έμβολο της σύριγγας ώστε να εισάγετε ποσότητα 10 mL αέρα (n1 mol) στο θάλαμο.

5. Γυρίστε την πάνω στρόφιγγα σε θέση ανάστροφου Τ, απομονώνοντας έτσι το θάλαμο και το μανόμετρο από τη σύριγγα και καταγράψτε την ένδειξη του μανομέτρου.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Αν δε γυρίστε τη στρόφιγγα στη σωστή θέση η ποσότητα του αέρα που βάλατε στο θάλαμο θα διαφύγει προς το περιβάλλον.

6. Τραβήξτε το έμβολο της σύριγγας στα 10 mL, γυρίστε την πάνω στρόφιγγα σε θέση |? και εισάγετε την πρόσθετη ποσότητα των 10 mL αερίου στο θάλαμο, όπως και στα βήματα 4 και 5.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Kάθε φορά που εισάγετε με τη σύριγγα αέρα στο θάλαμο, αυξάνεται η εσωτερική του πίεση. Έτσι, όταν οι στρόφιγγες γυρίζονται σε θέση που η σύριγγα επικοινωνεί με το θάλαμο, η εσωτερική πίεση του θαλάμου εξασκείται και στο έμβολο της σύριγγας, πιέζοντάς το προς τα έξω. Για να εξασφαλίσετε ότι το έμβολο της σύριγγας δεν θα τιναχτεί έξω πρέπει να το συγκρατείτε με τον αντίχειρα ενώ κρατάτε το σώμα της σύριγγας με τα άλλα δάκτυλα και την παλάμη σας και αφού πιέσετε μέχρι κάτω το έμβολο, γυρίστε με το άλλο σας χέρι την πάνω στρόφιγγα προς τα αριστερά σε θέση ανάστροφου Τ. Στη θέση αυτή δεν ασκείται πίεση στο έμβολο γιατί ο θάλαμος της σύριγγας επικοινωνεί με την ατμόσφαιρα μέσω της στρόφιγγας.

7. Καταγράψτε την ένδειξη του μανόμετρου.

8. Επαναλάβετε την ίδια διαδικασία άλλες 6 ή 7 φορές συμπληρώνοντας τον πίνακα.

9. Αποσυνδέστε τη σύριγγα από το σωληνάκι και γυρίστε την πάνω στρόφιγγα στη θέση |?

10. Σχεδιάστε την καμπύλη (pV/T - n) σε χαρτί μιλιμετρέ.

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

θ=______ οC ? Τ=______ Κ = σταθ.

Vαρχ=______ mL =______L

n

(mol)

n

(mol)

p μαν

(bar)

p = p ατμ + p μαν

(bar)

p

(atm)

P ? V αρχ / T

(atm ? L / Κ)

n0

 

0

1,01

1

 

n0 + n1

 

 

 

 

 

n0 + 2n1

 

 

 

 

 

n0 + 3n1

 

 

 

 

 

n0 + 4n1

 

 

 

 

 

n0 + 5n1

 

 

 

 

 

n0 + 6n1

 

 

 

 

 

n0 + 7n1

 

 

 

 

 

n0 + 8n1

 

 

 

 

 

n0 + 9n1

 

 

 

 

 

n0 + 10n1

 

 

 

 

 

{smooth-scroll-top}


Ε.Κ.Φ.Ε. Καρδίτσας Σερ. Μπίτσιος τηλ. 2441 079 170 - 1 fax: 2441 079 172 e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε. website: http://ekfe.kar.sch.gr

Το υλικό της σελίδας σε αρχεία για αποθήκευση: 1. Οδηγός ΕΚΦΕ (doc) 2. Εικόνες

~~~~ Μετρητής Επισκέψεων ~~~~
Σήμερα243
Χθές291
Αυτή την εβδομάδα1762
Αυτό το μήνα3799
Συνολικά515547

5
Online Επισκέπτες

Κυριακή, 19 Σεπτέμβριος 2021