للتحقيق في الاعتماد على الضغط على درجة الحرارة - لا شيء يمكن أن يكون أكثر بساطة ...

دراسة الخصائص الفيزيائية للغاز

تاريخ الاكتشاف العلمي غالبا ما يبدأ مع حقيقة أن الشخص "المناسب" في المكان المناسب في الوقت المناسب. وهذا ما حدث مع دراسة الغازات. الفيزيائي الفرنسي، الكيميائي، وأصبح مهندس سيرج تشارلز ترغب في الطيران. وفي هذا الصدد، كان من الضروري لدراسة اعتماد الضغط على درجة حرارة الهواء. بالطبع، كانت الحرارة دائما الأداة الأولى من الباحثين. ومع ذلك، قوية وسهلة للسيطرة على مصدر للطاقة، ودائما في متناول اليد. وكانت الأداة الأكثر القديم المعرفة دائما محك "حسنا، حسنا، دعونا نرى ما سيحدث عندما أنه حساس للحرارة، وإذا قمت بإضافة ..." الخ.

والمثير للاهتمام جدا العثور تشارلز في الغازات؟ نحن إجراء البحوث الخاصة بك. خذ أنبوب زجاجي، من جهة أنها ستغلق بإحكام، وترتيب داخل مكبس التي تنزلق على طول الأنبوب. التالي تعيين مصدر الحرارة - المصباح الكحول المعتاد - وتجهيز مختبر لدينا مقاعد البدلاء أجهزة قياس الحرارة والضغط - كان على الاعتماد درجة الحرارة والضغط ونحن في طريقنا لاستكشاف. لذلك دعونا نبدأ ...

لدينا كمية معينة من الغاز في حجم يحدها اسطوانة القاع ومكبس. إصلاح مكبس podogreem مصباح الكحول والغاز الاختبار. نكتب عدد من قيم الضغط PN وتينيسي درجة حرارة الغاز. في تحليل البيانات التي تم الحصول عليها، ونحن نرى أن اعتماد الضغط لدرجة الحرارة هو طبيعة نسبية - يزداد مع زيادة درجة الحرارة والضغط. لاحظ أن مكبس يتعرض لضغوط مختلفة: خارج - هي الغلاف الجوي، والداخل - من الغاز والتدفئة. للتجربة القادمة سوف إزالة التجنيب مكبس ونرى أن المكبس يتحرك إلى معادلة الضغط. لكنه لن يغير كمية الغاز، ومبلغ (الوزن) بقيت على حالها. نستنتج أن تلقى تشارلز: كتلة ثابتة وحجم ضغط الغاز يتناسب طرديا مع درجة الحرارة - ببساطة وحسن الذوق.

وبعبارة أخرى، عند حجم ثابت، ويزيد من الضغط على التدفئة، وتحت ضغط مستمر أثناء تسخين زيادة المبلغ. للتضخم هو المقصود أنه خلال تسخين الهواء من الموقد، توسعها وزيادة حجمه، وحجم المجال - لا. وبالتالي، يترك الهواء الزائد على الكرة والداخل الكتلة الهوائية أقل من كتلة نفس حجم الهواء من الخارج. حرائق مبدأ أرخميدس، والكرة الآن القيام به ولكن للسفر إلى فرحة الجمهور شيئا.

ومع ذلك، فإن النتيجة الأبرز هو أن P الضغط ودرجة الحرارة T ترتبط بواسطة P1 / T1 = P2 / T2 = .... = PN / تينيسي = CONST. ويمكن أن تفسر بشكل مختلف: P = ك * T، حيث ك - وهو نوع من ثابت الغاز. إذا طبقنا هذه العلاقات إلى قيم درجة الحرارة الفردية والضغط والحجم، ويمكنك الحصول على الثوابت المعروفة. على سبيل المثال، يتم زيادة حجم الغاز خلال تسخين في 1 درجة إلى 1/273 من القيمة الأولية.

بالطبع، اهتماما كبيرا هو الاعتماد ضغط من المواد في درجة حرارة المرحلة الانتقالية، على سبيل المثال، السائل إلى الغاز. أقرب كائن للدراسات من هذا النوع هو الماء. شكلت فوق بخار الماء هو نتيجة لانتقال عدد معين من جزيئات الماء من البيئة الخارجية. إن ما يعرقل هذا من قبل اثنين من العوامل - قوات من التوتر السطحي والضغوط الخارجية. التغلب عليها يمكن فقط تحمل جزيئات مع إمكانات طاقة كافية - درجة الحرارة ما يعادلها. هناك طريقتان لتحقيق هذه القدرة: من الممكن لزيادة الطاقة من جزيئات الماء عن طريق التسخين أو تقليل مقاومة الضغوط الخارجية. وأكد الطريقة الأولى من حقيقة معروفة - الماء الساخن يتبخر بسرعة، والثانية - تخفيض جزيئات عتبة الطاقة ترك "الأم" البيئة.

دعونا نعود إلى وضع مختبرنا. شغل المكان المخصص أدناه المكبس مع الماء، فقط قليلا، فقط 20-40 ز ملاحظة أن مكبس يجب أن تتحرك بحرية، والنظام يجب أن يكون معيبا صمام. إذا كان الماء ساخنا، وبخار الماء تشكيل سيتحول المكبس والافراج عن نفسها "مكان تحت الشمس". الفضاء فوق المكبس أن تكون متصلا إمدادات الهواء مع ضغط متغير، على سبيل المثال، تعيين الثاني قضيب مكبس التحكم يدويا. فمن الممكن الآن للتحقيق في اعتماد درجة حرارة ضغط البخار. تحريك المكبس ورود، وتغيير الضغط الخارجي على المكبس الأول. إصلاح البيانات وسيطة. صحيح ستستحوذ على درجة حرارة البخار أثناء ثابتة، أي دون تغيير، على الأقل لفترة وجيزة، والمعنى. إذا أهملنا تبادل الحرارة مع البيئة، وسلوك الزوج لا يختلف كثيرا عن سلوك الغاز المثالي.

ومن المثير للاهتمام، وحتى في مثل هذا الإعداد البدائي يمكن ملاحظتها الاعتماد نقطة الغليان من الضغط. يذكر أن دعا الانتقال يغلي السائل إلى بخار مع تشكيل فقاعات في جميع أنحاء حجم السائل. وهكذا إصلاح يغلي بسهولة جدا. هنا مرة أخرى في زيادة الضغط، وزيادة السائل درجة حرارة الغليان، وبالتالي، فمن السهل بالنسبة للمبتدئين لإثبات خدعة من المستغرب - الماء المغلي في درجة حرارة لا تتجاوز 80 درجة مئوية أو ما يبدو تتعارض مع الحس السليم، وأكثر من نفس 110 درجة مئوية.

ذلك لأنه بعد البحث في سلوك الغاز، بخار عند تعرضها للحرارة مصادر بشأن هذه المسألة، في نهاية المطاف، ومحركات حرارية مختلفة تم إنشاؤها: المحرك البخاري، محرك محمول، محرك، محرك الاحتراق الداخلي. وقلة تعرف أن أول المولد بينهم بالطبع، ينبغي النظر فيها، بالون.