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为了研究对温度,压力的依赖 - 没有什么比这更简单...

研究气体的物理特性

科学发现的历史往往始于一个事实,即“正确”的人在合适的时间合适的地点。 这与气体的研究发生了什么事。 法国物理学家,化学家,工程师塞尔日·查尔斯了兴趣航空。 在这方面,它来研究对空气温度的压力的依赖关系是必要的。 当然,散热一直是研究人员的第一个工具。 尽管如此,功能强大,易于控制能量的来源,并且总是在手。 知识的最古老的乐器一向的试金石“好了,好了,让我们看看会发生什么时,对热敏感,如果你添加...”等等。

什么是如此有趣的发现查尔斯气体? 我们开展自己的研究。 采取玻璃管,在一方面,将盖紧,并安排一个活塞,该活塞沿着该管内滑动。 接下来设置热源-通常酒精灯-和装备我们的实验台 计的温度 和压力-这是关于我们要探索的压力与温度的关系。 因此,让我们开始吧......

我们在体积一定量的气体限定有底筒和活塞。 固定活塞podogreem酒精灯和测试气体。 我们写压力值Pn的数目和气体温度Tn。 在分析中获得的数据中,我们看到的是,温度对压力的依赖性正比性质 - 用的温度和压力增加而增加。 需要注意的是活塞经受不同的压力:外 - 是大气,和内侧 - 从被加热的气体。 在接下来的实验将移除活塞保持器和看到,活塞移动到压力平衡。 但它会改变气体的量,和量(重量)保持不变。 我们的结论是接收查尔斯:气体压力的恒定质量和体积是成正比的温度 - 简单而雅致。

换句话说,在恒定的体积,压力增大上加热,并在恒定的压力,同时加热量增加。 对于膨胀是指从燃烧器加热空气时,其膨胀和它的体积增大,并且球的体积 - 没有。 因此,过量空气离开球和内部是 空气质量 比来自外部的相同体积的空气的质量更小。 火灾阿基米德原理,且球无关,而是飞到了观众的喜悦。

然而,最显着的发现是,压力P和温度T由P1 / T1 = P2 / T2 = .... = PN / Tn的= CONST有关。 它可以被不同地解释:P = K * T,其中k - 一种气体常数的。 如果我们将这些关系到单个温度值,压力和体积,你可以得到一个众所周知的常量。 例如,气体的体积在1度加热到初始值的273分之1期间增加。

当然,极大的兴趣是在相转变温度的物质的压力的依赖性,例如,液体到气体。 对于这类研究的最近的物体是水。 形成的水蒸汽以上是一定数目的水分子的来自外部环境的过渡的结果。 的力-这是由两个因素阻碍了 表面张力的 和外部的压力。 克服这些困难只能负担足够的能量潜力的分子 - 的温度相当。 有两种方法来实现这一容量:有可能增加水分子通过加热的能量或减小的电阻到外部压力。 第一种方法是用公知的事实证实 - 加热后的水快速蒸发,并且所述第二 - 减少离开“父”环境中的能量阈值的分子。

让我们回到我们的实验室环境。 活塞下面的空间充满水,只是一点点,只是20-40 G注活塞必须能够自由移动,并且系统应该有故障阀门。 如果水被加热时,形成的水蒸汽将转向活塞和释放本身“在阳光的地方”。 活塞上方的空间被连接到空气的具有可变压力的供给,例如,手动设置第二活塞杆管理。 现在可以进行调查的蒸气压的温度依赖性。 移动所述活塞和连杆,改变外部压力施加到第一活塞。 中间数据修复。 正确地将在稳定的,即捕获蒸汽温度 不变的,至少简单地说,意思。 如果我们忽略与环境的热交换,对的行为是不是从行为非常不同的理想气体。

有趣的是,即使在这样的图元设置可以观察到依赖沸点的压力。 回想一下,所谓的过渡沸腾的液体在整个液体体积中形成气泡的为蒸汽。 从而 修复熬很容易。 这里再次的压力增加,液体沸点温度增加,因此,很容易的门外汉证明令人惊讶的特技-在只有80的温度沸水 摄氏度 或看似违背常识,比相同摄氏110度以上。

这是因为研究气体,遇热就此事来源,到底蒸汽,以及各种热机的行为后,已创建:蒸汽机,便携式发动机,该发动机的内燃机。 而很少有人知道,第一个出生的当中,当然,应该算是一个气球。

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