DN 1 /N=4/((3,14) 1/2 ×2,7×182)=0,0046,

DN 2 /N=4/((3,14) 1/2 ×2,7×273)=0,0030.

Таким образом, приувеличении температуры наиболее вероятная скорость молекул увеличивается,а числомолекул, скорости которых лежат в одном и том же интервале около наиболее вероятной, уменьшается.

Самые часто задаваемые вопросы

Возможно ли, изготовить печать на документе по предоставленному образцу? Ответ Да, возможно. Отправьте на наш электронный адрес скан-копию или фото хорошего качества, и мы изготовим необходимый дубликат.

Какие виды оплаты вы принимаете? Ответ Вы можете оплатить документ во время получения на руки у курьера, после того, как проверите правильность заполнения и качество исполнения диплома. Также это можно сделать в офисе почтовых компаний, предлагающих услуги наложенного платежа.
Все условия доставки и оплаты документов расписаны в разделе «Оплата и доставка». Также готовы выслушать Ваши предложения по условиям доставки и оплаты за документ.

Могу ли я быть уверена, что после оформления заказа вы не исчезнете с моими деньгами? Ответ В сфере изготовления дипломов у нас достаточно длительный опыт работы. У нас есть несколько сайтов, который постоянно обновляются. Наши специалисты работают в разных уголках страны, изготавливая свыше 10 документов день. За годы работы наши документы помогли многим людям решить проблемы трудоустройства или перейти на более высокооплачиваемую работу. Мы заработали доверие и признание среди клиентов, поэтому у нас совершенно нет причин поступать подобным образом. Тем более, что это просто невозможно сделать физически: Вы оплачиваете свой заказ в момент получения его на руки, предоплаты нет.

Могу я заказать диплом любого ВУЗа? Ответ В целом, да. Мы работаем в этой сфере почти 12 лет. За это время сформировалась практически полная база выдаваемых документов почти всех ВУЗов страны и за разные года выдачи. Все, что Вам нужно – выбрать ВУЗ, специальность, документ, и заполнить форму заказа.

Что делать при обнаружении в документе опечаток и ошибок? Ответ Получая документ у нашего курьера или в почтовой компании, мы рекомендуем тщательно проверить все детали. Если будет обнаружена опечатка, ошибка или неточность, Вы имеете право не забирать диплом, при этом нужно указать обнаруженные недочеты лично курьеру или в письменном виде, отправив письмо на электронную почту.
В кратчайшие сроки мы исправим документ и повторно отправим на указанный адрес. Разумеется, пересылка будет оплачена нашей компанией.
Чтобы избежать подобных недоразумений, перед тем, как заполнять оригинальный бланк, мы отправляем на почту заказчику макет будущего документа, для проверки и утверждения окончательного варианта. Перед отправкой документа курьером или почтой мы также делаем дополнительное фото и видео (в т. ч. в ультрафиолетовом свечении), чтобы Вы имели наглядное представление о том, что получите в итоге.

Что нужно сделать, чтобы заказать диплом в вашей компании? Ответ Для заказа документа (аттестата, диплома, академической справки и др.) необходимо заполнить онлайн-форму заказа на нашем сайте или сообщить свою электронную почту, чтобы мы выслали вам бланк анкеты, который нужно заполнить и отправить обратно нам.
Если вы не знаете, что указать в каком-либо поле формы заказа/анкеты, оставьте их незаполненными. Всю недостающую информацию мы потому уточним в телефонном режиме.

Последние отзывы

Виктор:

Очень доволен своим дипломом. Спасибо. Если бы Вы еще паспорта научились делать, это было бы идеально.

Карина:

Сегодня получила свой диплом. Спасибо за качественную работу. Все сроки тоже соблюдены. Обязательно буду рекомендовать Вас всем своим знакомым.

1 моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде массой 0,012 кг.

Моли любых газов при одинаковых температурах и давлении занимают одинаковые объемы - закон Авогадро . При нормальных условиях (р =1,013·10 5 Па, Т =273, 15 К) этот объем равен 22,41·10 -3 м 3 /моль.

Число молекул (структурных единиц) в 1 моле равно числу Авогадро: N A =6,02·10 23 моль -1 .

уравнение Менделеева - Клапейрона:

Или (3.11)

где М - молярная масса газа, - количество вещества, R

Если N - общее число молекул газа, dN - число молекул, скорости которых заключены в интервале от до +d , то закон распределения Максвелла запишется в виде:

Скорость, при которой функция распределения молекул идеального газа по скоростям максимальна, называется наиболее вероятной скоростью :

. (3.14)

Если выразить скорости молекул не в обычных единицах, а в относительных, приняв за единицу скорости наиболее вероятную скорость молекул, то распределение Максвелла принимает вид:

Зависимость давления атмосферы от высоты над уровнем моря при постоянной температуре называют барометрической формулой:

где n и n 0 – концентрация молекул на высоте h и h 0 =0.

Под внутренней энергией U в термодинамике понимают энергию теплового движения частиц, образующих систему, и потенциальную энергию их взаимного положения:

2) теплота, сообщенная системе в процессе изменения ее состояния, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил:

где dU – малое изменение внутренней энергии; δ Q – элементарное количество теплоты; δ А – элементарная работа.

Работа расширения, совершаемая при конечных изменениях объема :

(3.23)

Теплоемкостью системы тел (тела) называется физическая величина, равная отношению количества теплоты dQ , которое нужно затратить для нагревания системы тел (тела), к изменению температуры dТ, характеризующей это нагревание:

. [C]=Дж/К. (3.24)

Удельной теплоемкостью вещества с называется скалярная величина, равная отношению теплоемкости однородного тела С к его массе:

. [c ]= Дж/(кг.К) (3.25)

Молярной теплоемкостью называется физическая величина, численно равная отношению теплоемкости системы С к количеству вещества n, содержащегося в ней:

. =Дж/(моль.К) (3.26)

Различают молярные теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении :

Уравнение, связывающее молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме имеет вид (уравнение Майера ):

C p – C V = R . (3.28)

Первое начало термодинамики при изохорическом процессе (V =const; dV=0 , dA=pdV= 0): – теплота, сообщаемая системе при изохорическом процессе, идет на изменение внутренней энергии.

, (3.29)

При этом работа не совершается.

Первое начало термодинамики при изобарическом процессе (p=const):

. (3.30)

Работа изобарного расширения равна

. (3.31)

Первое начало термодинамики при изотермическом процессе (Т =const; dT= 0; ): – теплота, сообщаемая системе при изотермическом процессе, идет на работу против внешних сил:

(3.32)

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с внешней средой: dQ=0.

Из первого закона термодинамики:

то естьработа при адиабатическом процессе совершается за счет убыли внутренней энергии.

Уравнения Пуассона (уравнения состояния для адиабатического процесса):

Величина g - показатель адиабаты - определяется числом и характером степеней свободы молекулы (табл.4 приложения):

. (3.34)

При сопоставлении адиабатного и изотермического процессов (рис. 3.4) видно, что адиабата проходит более круто, чем изотерма.

Политропным называется термодинамический процесс, в котором теплоемкость тела постоянна: С =const.

Уравнения политропного процесса в идеальном газе :

pV n = const, ТV n-1 = const, (3.35)

где – показатель политропы, зависящий от удельной теплоемкости газа.

Существует несколько формулировок второго начала термодинамики :

1. Формулировка Клаузиуса : Невозможен процесс, единственным конечным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

2. Формулировка Томсона (Кельвина): Невозможен процесс, единственным конечным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от некоторого тела, в эквивалентную ей работу.

Круговой процесс – это совокупность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в исходное состояние. На диаграммах состояния круговые процессы изображаются замкнутыми линиями.

Прямым циклом называется круговой процесс, в котором система совершает положительную работу . Примером прямого цикла является цикл, совершаемый рабочим телом в тепловом двигателе.

Обратным циклом называется круговой процесс, в котором система совершает отрицательную работу (например, цикл рабочего тела в холодильной установке).

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины - это отношение совершаемой за цикл работы А к количеству теплоты, полученному рабочим телом от нагревателя Q 1 :

, (3.36)

где Q 1 – количество теплоты, полученное рабочим веществом, Q 2 – количество теплоты, отданное рабочим веществом холодильнику.

Машина, совершающая цикл Карно, называется идеальной тепловой машиной.

Термический коэффициент полезного действия прямого цикла Карно, совершаемого идеальным газом:

. (3.37)

где Т 1 и T 2 – значения температуры нагревателя и холодильника, участвующих в осуществлении рассматриваемого цикла.

Функция состояния S, дифференциал которой

называетсяэнтропией. Здесь dQ –бесконечно малое количество теплоты, сообщенное системе в элементарном обратимом процессе.

Изменение энтропии в любом обратимом процессе, переводящем систему из состояния 1 в состояние 2, равно приведенному количеству теплоты, переданному системе в этом процессе

, (3.39)

где S 1 и S 2 – значения энтропии в состояниях 1 и 2, DS – изменение энтропии в течение обратимого процесса.

Термодинамическая вероятность системы W- это число всевозможных распределений частиц по координатам и скоростям, соответствующих данному термодинамическому состоянию.

Термодинамическая вероятность и энтропия связаны соотношением (формула Больцмана ):

При нарушении равновесия система стремится вернуться в равновесное состояние. Этот процесс сопровождается возрастанием энтропии и, следовательно, необратим. Нарушение равновесия сопровождается переносом массы (диффузия), импульса (внутреннее трение) или энергии (теплопроводность). Эти процессы называются явлениями переноса . Следовательно, явления переноса представляют собой необратимые процессы.

Средней длиной свободного пробега молекул `l называется среднее расстояние, которое молекула проходит без столкновений:

(3.41)

Число столкновений, испытываемых молекулой в единицу времени, может быть различным. Поэтому следует говорить о среднем значении этой величины:

, (3.42)

где n – концентрация молекул.

Средняя длина свободного пробега и среднее число столкновений в единицу времени связаны между собой уравнением:

где – средняя арифметическая скорость.

Коэффициент диффузии – это масса, переносимая в единицу времени через единичную площадку в направлении нормали к этой площадке в сторону убывания плотности компонента при градиенте плотности, равном единице

. (3.44)

коэффициентом внутреннего трения (коэффициентом вязкости) численно равен импульсу, переносимому в единицу времени через единичную площадку при единичном градиенте скорости:

. (3.45)

Коэффициент теплопроводности , численно равный количеству теплоты, переносимому в единицу времени через единичную площадку при единичном градиенте температуры:

([К ]=Вт/м.К) , (3.46)

где ρ – плотность газов.

Примеры решения задач

Задача 3.1. Определить молярную массу смеси кислорода массой m 1 = 25 г и азота массой m 2 = 75 г.

Количество вещества смеси равно сумме количества компонентов:

. (3)

Подставив в формулу (1) выражения (2) и (3) и преобразовав, получим:

.

Молярные массы кислорода М 1 и азота М 2 определяем из таблицы Менделеева:

М 1 =32·10 -3 кг/моль и М 2 =28·10 -3 кг/моль

Вычисления:

Задача 3.2. Два баллона соединены трубкой с закрытым клапаном, объемом которой можно пренебречь. В баллоне объемом 0,02 м 3 находится газ под давлением 1,6×10 4 Па, а в баллоне объемом 0,06 м 3 - тот же газ под давлением 1,2×10 4 Па. Какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура газа остается постоянной.

где р 1 " - давление газа первого сосуда, р 2 " - давление газа второго сосуда.

По условию задачи температура газа остается неизменной, следовательно, согласно закону Бойля-Мариотта для двух состояний газа можно записать:

, (2)

Решая полученную систему уравнений

Проверить единицы физических величин слева и справа от знака равенства

Вычисления :

1,3×10 4 Па.

Ответ: р = 1,3×10 4 Па.

Задача 3.3. Баллон содержит m 1 = 80 г кислорода и m 2 =320 г аргона. Давление смеси р =1 МПа, температура Т =300 К. Принимая данные газы за идеальные, определить объем V баллона.

По закону Дальтона давление смеси равно сумме парциальных давлений газов, входящих в состав смеси:

р = р 1 + р 2 (2)

Подставив уравнение (1) в уравнение (2), получим:

.

из последнего выражения найдем объем баллона:

,

где М 1 =32·10 -3 кг/моль – молярная масса кислорода, М 2 =40·10 -3 кг/моль – молярная масса аргона (из таблицы Менделеева).

Вычисления:

Ответ: V=0,0262 м 3

Задача 3.4. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре Т=350 К, а также кинетическую энергию Е к вращательного движения всех молекул кислорода массой m =4 г.

Так как вращательному движению двухатомной молекулы (молекула кислорода – двухатомная) соответствуют две степени свободы, то средняя энергия вращательного движения молекулы кислорода:

Кинетическая энергия вращательного движения всех молекул газа:

Число всех молекул газа найдем из формулы количества вещества:

, (3)

где N A =6,02·10 23 моль -1 - число Авогадро, ν - количество вещества, М=32·10 -3 кг/моль – молярная масса кислорода.

Подставляя уравнение (3) в формулу (2), получим:

.

Вычисления:

Ответ: ,

Задача 3.5. Некоторое количество гелия расширяется: сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной. При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 4,5 кДж. Какова работа газа за весь процесс?

На графике процесс 1-2 является адиабатным, т.е Q = 0; процесс 2 – 3 - изобарный (р = const). Так как начальные и конечные температуры равны (по условию задачи), то процесс 3 – 1 будет изотермическим (Т=const).

полная работа равна сумме работ на каждом из участков:

А 123 = А 12 + А 23 (1)

По первому закону термодинамики для адиабатного процесса, учитывая, что газ одноатомный работа А 12 газа на участке 1-2, равна изменению внутренней энергии , взятой со знаком «минус»:

где М = 4·10 -3 кг/моль – молярная масса гелия, Т 1 и Т 2 – абсолютные температуры газа в состоянии 1 и 2 соответственно, R =8,31 - универсальная газовая постоянная.

Работа изобарного расширения, учитывая, что Т 3 = Т 1 , равна

Решая совместно полученные уравнения

А 123 = А 12 + А 23

А 123 = А 12.

Вычисления :

А 123 = ·4,5·10 3 =7500 Дж

Ответ: А 123 = 7500 Дж.

Задача 3.6. Коэффициент диффузии D и вязкость η водорода при некоторых условиях равны D = 1,42·10 -4 м 2 /си η = 8,5 мкПа·с. Диаметр молекул водорода σ = 0,3 нм. Найти число n молекул водорода в единице объема.

Средняя длина свободного пробега молекул; ρ – плотность газа.

Количество вещества:

,

где М=2·10 -3 кг/моль – молярная масса водорода; m – масса газа; N A =6,02·10 23 моль -1 - число Авогадро, ν - количество вещества.

Концентрация молекул водорода n определяется числом молекул N в единице объема V :

Решая совместно систему уравнений:

можно получить:

Вычисления:

м -3

Ответ: n = 1,8·10 25 м -3

задача 3.7. Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т 1 = 500 К. Определить термический КПД цикла и температуру Т 2 теплоприёмника тепловой машины, если за счёт каждого килоджоуля теплоты, полученной от теплоотдатчика, машина совершает работу А= 350 Дж.

Зная КПД цикла, можно из формулы для КПД цикла Карно

найти температуру охладителя Т 2:

.

Вычисления :

Ответ: η=35%, Т 2 =325 К

Задача 3.8. Масса 10 г гелия находится при температуре 300 К. При изобарном нагревании его объем увеличился в 3 раза. Определить изменение внутренней энергии, работу газа и количество теплоты, сообщенное газу.

Для определения температуры T 2 воспользуемся законом Гей-Люссака для изобарического процесса

.

Работа газа при его расширении определяется выражением:

Воспользовавшись уравнением Менделеева-Клайперона, найдем разность объемов двух состояний газа (V 2 – V 1):

.

.

Для определения количества теплоты, сообщенной газу, воспользуемся первым законом термодинамики для изобарического процесса:

.

Вычисления:

3.3. Задачи для самостоятельного решения

201. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p 0 , начали медленно вдвигать поршень площадью основания S = 200 см 2 . Определить силу F , действующую на поршень, если его остановить на расстоянии l 1 = 10 см от дна цилиндра.

202. В баллоне находится газ при температуре Т 1 = 400 К. До какой температуры T 2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза.

203. Баллон вместимостью V = 20 л заполнен азотом при температуре T = 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δp = 200 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

204. В баллоне вместимостью V = 15 л находится аргон под давлением p 1 = 600 кПа и при температуре Т 1 = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до p 2 =400 кПа, а температура установилась T 2 = 260 К. Определить массу m аргона, взятого из баллона.

205. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление p 1 =2 МПа и температура T 1 = 800 К, в другом p 2 = 2,5 МПа, T 2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление p .

206. Вычислить плотность ρ азота, находящегося в баллоне под давлением p =2 МПа и имеющего температуру T = 400 К.

207. Определить относительную молекулярную массу M r газа, если при температуре Т = 154 К и давлении p = 2,8 МПа он имеет плотность ρ = 6,1 кг/м 3 .

208. Найти плотность ρ азота при температуре T = 400 К и давлении p = 2 МПа.

209. В сосуде объемом V = 40 л находится кислород при температуре Т = 300 К. Когда часть кислорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 100 кПа. Определить массу m израсходованного кислорода. Процесс считать изотермическим.

210. Определить плотность ρ водяного пара, находящегося под давлением p = 2,5 кПа и имеющего температуру Т = 250 К.

211. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε > молекулы этого газа при температуре T = 300 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,5 моль.

212. Определить суммарную кинетическую энергию Е к поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V = 3 л под давлением p = 540 кПа.

213. Количество вещества гелия ν = 1,5 моль, температура T = 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Е к поступательного движения всех молекул этого газа.

214. Молярная внутренняя энергия U m некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию <ε вр > вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

215. Определить среднюю кинетическую энергию <ε > одной молекулы водяного пара при температуре Т = 500 К.

216. Определить среднюю квадратичную скорость <υ кв > молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V = 2 л под давлением p = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.

217. Водород находится при температуре T = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию <ε вр > вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию E к всех молекул этого газа; количество водорода ν = 0,5 моль.

218. При какой температуре средняя кинетическая энергия <ε п > поступательного движения молекулы газа равна 4,14·10 -21 Дж?

219. В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6·10 -10 г. Газ находится при температуре T = 400 К. Определить средние квадратичные скорости <υ кв >, а также средние кинетические энергии <ε к > поступательного движения молекулы азота и пылинки.

220. Определить среднюю кинетическую энергию <ε к > поступательного движения и <ε вр > вращательного движения молекулы азота при температуре Т = 1 кК. Определить также полную кинетическую энергию Е к молекулы при тех же условиях.

221. Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность c p -c V удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг·К).

222. Найти удельные c p и c V , а также молярные C p и C V теплоемкости углекислого газа.

223. Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре T = 350 К и давлении p = 0,4 МПа занимает объем V = 300 л и имеет теплоемкость C V = 857 Дж/К.

224. В сосуде вместимостью V = 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость C V

225. Определить относительную молекулярную массу M r и молярную массу газа M , если разность его удельных теплоемкостей c p -c V = 2,08 кДж/(кг·К).

226. Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости c V = 10,4 кДж/(кг·К) и c p = 14,6 кДж/(кг·К).

227. Найти удельные c V и c p и молярные C V и C p теплоемкости азота и гелия.

228. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса M =4·10 -3 кг/моль и отношение теплоемкостей C p /C V = 1,67.

229. Трехатомный газ под давлением p =240 кПа и температуре t = 20° C занимает объем V = 10 л. Определить теплоемкость C p этого газа при постоянном давлении.

230. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V = 5 л. Вычислить теплоемкость C V этого газа при постоянном объеме.

231. Найти среднее число <z > столкновений за время t =1 с и длину свободного пробега <l > мо

Это несуществующая физическая модель газа, который состоит из большого числа молекул, размеры которых ничтожно малы по сравнению со средними расстояниями между ними. Молекулы такого газа можно считать материальными точками , это означает, что их вращательное и колебательное движения не принимаются во внимание. Движение молекул происходит без столкновений с другими молекулами, подчиняется законам Ньютона . Соударения молекул со стенками сосуда являются абсолютно упругими .

Параметры состояния газа

Давление, температура и объем - параметры состояния газа . Или их называют макропараметрами. Температура - внешняя характеристика скоростей частиц газа. Давление - внешняя характеристика соударений со стенками, например, сосуда. Объем - место, куда заключены частицы газа. Газ занимает весь предоставленный ему объем. Существуют еще внешние параметры, например тела или поля, действующие на газ из вне.

Микропараметры (маленькие, внутренние характеристики) газа - это параметры, которые мы не можем оценить без специальных экспериментов, например, скорость и направление движения каждой молекулы газа.

Состояние термодинамической системы, когда все ее параметры при неизменных внешних условиях не изменяются со временем, называют равновесным.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

Уравнение связывает микропараметры и макропараметры (давление, объем и температуру) идеального газа.

Рассмотрим идеальный газ, который находится в кубическом сосуде. Каждая молекула упруго сталкивается со стенкой сосуда, при этом изменятся ее импульс. Столкновение всех молекул со стенкой на макроуровне ощущается как давление газа на сосуд. В формулах будут присутствовать средние значения, потому что какая-то молекула движется быстрее, какая-то помедленнее, для того, чтобы оценить примерную скорость, будем брать средние значения.

Основное уравнение мкт имеет вид

Средний квадрат скорости молекул

Средняя квадратичная скорость v кв молекул это квадратный корень из среднего квадрата скорости

Средняя кинетическая энергия молекул

Можно вывести формулы

Температура

Это макропараметр, который характеризует способность тел к теплопередаче. Если два тела разной температуры контактируют, то произойдет переход энергии или передача теплоты от более горячего к холодному. Установится тепловое равновесие , все части будут одинаковой температуры.

ОКПО 02508493, ОГРН 1023402637565, ИНН/КПП 3442017140/ 344201001

Научно-исследовательская работа

«Определение средней квадратичной скорости

молекул воздуха»

Выполнил:

Студент группы Т-113

Волков Илья Владимирович,

Руководитель:

Преподаватель физики

Мельникова Ольга Павловна

Волгоград, 2014

Оглавление

II . Расчёт средней квадратичной скорости молекул:

Экспериментальным путём.

Оборудование: стеклянный шар для определения массы воздуха, резиновая трубка, винтовой зажим, весы, насос, мензурка.

Перед началом опыта стеклянный шар открыт и давление воздуха в шаре равно атмосферному, которое можно определить при помощи барометра. С помощью электронных весов определяется масса стеклянного шара вместе с резиновой трубкой и винтовым зажимом. Затем с помощью насоса необходимо откачать из шара большую часть воздуха, повторно определить массу шара и по полученным результатам найти массу откачанного воздуха. Ту часть объема шара, который занимал воздух, можно определить, если дать возможность жидкости заполнить откачанный объем, для чего резиновую трубку опускают в сосуд с водой и ослабляют зажим. Затем при помощи мензурки определяется объем воды в шаре. Таким образом, зная объем V и массу m воздуха, а также первоначальное давление P , по формуле (2) можно определить среднюю квадратичную скорость молекул воздуха.

Порядок выполнения работы

1. Определите по барометру атмосферное давление.

2. При помощи весов определите массу шара с воздухом, резиновой трубкой и винтовым зажимом.

3. Откачайте при помощи насоса часть воздуха из шара, перекройте резиновый шланг зажимом, и еще раз определите массу шара с резиновой трубкой и винтовым зажимом.

4. Определите массу откачанного из шара воздуха.

5. Опустите конец резиновой трубки в сосуд с водой и ослабьте винтовой зажим. Вода заполнит часть объема шара, которую занимал откачанный воздух.

6. Определите объем воды в шаре при помощи измерительного сосуда (мензурки).

7. Подставьте найденные значения p , m и V в формулу (2) и вычислите величину .

8. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

№ п/п

p , Па

V ,

m , кг

М/с

100641,5

0,05*

0,084

423,9

= = 423,9 м/с.

2 . С помощью классической формулы

Посчитаем, например, среднюю скорость молекул газа в классной комнате:

T=294K ( t =21 C ), М=0,029 г/моль(табличное значение). С учетом этого имеем:

= = = 502,7 м/с