Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 12 гостей.

В банк экспериментальных задач.


45. Определить среднюю квадратичную скорость молекул воздуха.

Оборудование: насос Камовского, весы с разновесом, стеклянная колба, стеклянные трубки с кранами, резиновые шланги, манометр.

Решение.
 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории для двух масс m1 и m2 одного и того же газа, находящихся при двух различных давлениях p1 и р2, но при одинаковых объемах V и одной и той же температуре, запишется следующим образом:

p1V = (1/3)m1ucp2, (1)

p2V = (1/3)m2ucp2, (2)

где ucp2 − средняя квадратичная скорость молекул воздуха.
Вычитая из уравнения (1) уравнение (2) и извлекая квадратный корень, находим, что
√{ucp2} = √{3(p1 − p2)V/(m1 − m2)} = √{3ΔpV/Δm}.

 Эксперимент состоит в определении: объема сосуда V, уменьшения давления в нем Δр (см. решение задачи № 40) после того, как из него откачали некоторое количество воздуха, и массы откачанного воздуха Δm.
Соберем изображенную на рисунке установку.

 Для нахождения массы откачанного воздуха Δm дважды взвешиваем колбу на рычажных весах: один раз, когда давление воздуха в ней равно атмосферному, а второй − после того как из нее насосом Камовского откачали часть воздуха. Разность показаний весов и дает искомую величину
Δm = m1 − m2.

 Для оценки точности измерений полученные результаты полезно сравнить со значением √{ucp2}, рассчитанным по теоретической формуле
√{ucp2} = √{3RT/M},

где R − универсальная газовая постоянная, М − молярная масса воздуха, Т − температура, при которой проводился эксперимент, по шкале Кельвина.


В банк задач олимпиадника
В банк задач абитуриенту
Качественные задачи
Сборник ВУЗ