Giáo dục:Khoa học

Để điều tra sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ - không có gì là dễ dàng hơn ...

Điều tra các đặc tính vật lý của khí

Lịch sử khám phá khoa học thường bắt đầu với thực tế là người "đúng" đã ở đúng nơi và vào đúng thời điểm. Vì vậy, nó đã xảy ra với các nghiên cứu khí. Nhà vật lý Pháp, nhà hoá học, kỹ sư Serge Charles đã quan tâm đến hàng không. Kết nối này, cần nghiên cứu sự phụ thuộc của áp suất lên nhiệt độ không khí. Tất nhiên, nhiệt luôn là công cụ chính cho các nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, một nguồn năng lượng mạnh mẽ, dễ kiểm soát, và luôn luôn ở trong tay. Các công cụ cổ nhất của nhận thức luôn luôn là một tiêu chí, như "tốt, tốt, chúng ta hãy xem những gì xảy ra khi bạn làm nóng nó lên một chút, và nếu bạn thêm ...", vv

Và Charles đã tìm thấy gì trong khí? Hãy tiến hành nghiên cứu của chúng ta. Chúng tôi lấy ống thủy tinh, một mặt nó được đóng kín, và bên trong chúng tôi sắp xếp các piston, trượt dọc theo đường ống. Chúng tôi sẽ thiết lập một nguồn năng lượng nhiệt - một bóng đèn thần kinh thông thường - và chúng tôi sẽ trang bị cho phòng thí nghiệm của chúng tôi các thiết bị đo nhiệt độ và áp lực, bởi vì chúng tôi sẽ điều tra sự phụ thuộc của áp suất lên nhiệt độ. Vì vậy, chúng ta hãy bắt đầu ...

Chúng tôi có một số lượng khí trong khối lượng giới hạn bởi đáy của xi lanh và piston. Chúng tôi sửa piston và làm nóng khí thử bằng rượu. Chúng ta hãy viết ra một số giá trị của áp suất Pn và nhiệt độ khí Tn. Phân tích dữ liệu thu được, chúng ta thấy rằng áp lực phụ thuộc vào nhiệt độ tỷ lệ thuận trong tự nhiên - với tăng nhiệt độ, áp lực cũng tăng lên. Chúng tôi lưu ý rằng piston trải qua áp lực khác nhau: từ bên ngoài là khí quyển, và từ bên trong, từ khí nóng. Đối với thử nghiệm tiếp theo, loại bỏ các piston giữ lại và thấy rằng piston sẽ di chuyển để cân bằng áp lực. Nhưng đồng thời khối lượng khí thay đổi, và khối lượng (khối lượng) của nó vẫn giữ nguyên. Do đó kết luận rằng Charles nhận được: với khối lượng và khối lượng không thay đổi, áp suất khí đốt là tỷ lệ thuận với nhiệt độ - không quan tâm và có thẩm mỹ.

Nói cách khác, ở thể tích không đổi từ sưởi ấm, áp suất tăng và áp suất không đổi, khi đun nóng, thể tích tăng. Đối với ngành hàng không, điều này có nghĩa là khi không khí được sưởi ấm từ ổ ghi, nó sẽ mở rộng và khối lượng của nó tăng lên, và khối lượng quả bóng không. Do đó, không khí dư thừa rời bóng và bên trong nó vẫn còn một khối lượng không khí ít hơn khối lượng của cùng một thể tích không khí từ bên ngoài. Luật của Archimedes hoạt động, và không có gì còn lại cho quả bóng, làm thế nào để bay cho niềm vui của công chúng.

Tuy nhiên, kết luận đáng lưu ý nhất là áp suất P và nhiệt độ T có mối quan hệ với nhau qua quan hệ P1 / T1 = P2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST. Có thể nói khác đi: P = k * T, trong đó k là hằng số khí nhất định. Nếu chúng ta áp dụng các mối quan hệ này với các giá trị đơn vị về nhiệt độ, áp suất, và thể tích, chúng ta có thể có các hằng số nổi tiếng. Ví dụ, khối lượng của khí tăng với sưởi ấm 1 độ cho mỗi 1/273 giá trị ban đầu.

Tất nhiên, sự quan tâm lớn là do sự phụ thuộc của áp lực lên nhiệt độ của chất trong giai đoạn chuyển tiếp, ví dụ, chất lỏng trong khí. Đối tượng nghiên cứu gần nhất của loại này là nước. Hơi tạo thành trên bề mặt nước là kết quả của việc chuyển đổi một số lượng nhất định các phân tử từ nước sang môi trường bên ngoài. Điều này bị cản trở bởi hai yếu tố - lực căng bề mặt và áp suất bên ngoài. Chúng chỉ có thể được giải quyết bằng các phân tử có tiềm năng năng lượng đủ - tương đương với nhiệt độ. Có hai cách để đạt được tiềm năng này: bạn có thể tăng năng lượng của các phân tử bằng cách làm nóng nước hoặc giảm phản ứng của áp suất bên ngoài. Phương pháp đầu tiên được xác nhận bởi một thực tế nổi tiếng - nước nóng bốc hơi nhanh hơn, và thứ hai - làm giảm ngưỡng năng lượng của các phân tử để lại môi trường "cha mẹ".

Chúng ta hãy trở lại phòng thí nghiệm của chúng ta. Không gian dưới piston điền vào nước, rất ít, nghĩa là 20-40 g. Lưu ý rằng piston phải di chuyển tự do, và hệ thống phải có một van biến. Nếu nước nóng, hơi nước hình thành sẽ đẩy piston và giải phóng "chỗ dưới ánh mặt trời". Không gian phía trên piston nên được nối với nguồn không khí có áp suất khác nhau, ví dụ, lắp piston thứ hai bằng thanh điều khiển bằng tay. Bây giờ chúng ta có thể điều tra sự phụ thuộc của nhiệt độ hơi vào áp suất. Di chuyển piston bằng thanh, chúng tôi thay đổi áp suất bên ngoài cho piston đầu tiên. Dữ liệu trung gian là cố định. Điều chỉnh đúng nhiệt độ hơi nước ở trạng thái ổn định, tức là Thường xuyên, ít nhất trong một thời gian ngắn, có ý nghĩa. Nếu chúng ta bỏ bê trao đổi nhiệt với môi trường, thì hành vi của hơi không khác nhiều so với hành vi của khí lý tưởng.

Điều thú vị là ngay cả trên một thiết lập nguyên thuỷ có thể quan sát sự phụ thuộc của điểm sôi trên áp suất. Nhớ lại rằng đun sôi được gọi là sự chuyển đổi của chất lỏng thành hơi với sự hình thành các bong bóng trong suốt thể tích chất lỏng. Như vậy. Sửa chữa đun sôi rất dễ dàng. Ở đây cũng vậy, khi áp suất tăng lên, nhiệt độ sôi của chất lỏng tăng lên, điều đó có nghĩa là dễ dàng chứng minh được thủ thuật tuyệt vời cho những người không hề hay biết - nước sôi ở nhiệt độ chỉ 80 độ Celsius hoặc, dường như trái với thông thường, hơn 110 độ Celsius.

Vì vậy, sau khi nghiên cứu các hành vi của khí, hơi nước dưới ảnh hưởng của nguồn nhiệt trên chất, cuối cùng, máy nhiệt khác nhau đã được tạo ra: một động cơ hơi nước, một locomobile, một đầu máy, một động cơ đốt trong. Và rất ít người biết rằng người sinh ra trong số họ, tất nhiên, nên được coi là một quả bóng.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 vi.delachieve.com. Theme powered by WordPress.