Обработка результатов измерения
Цель работы. Ознакомление с одним из методов определения молекулярной массы и плотности газа. Оборудование. Для определения молекулярной массы воздуха предназначена экспериментальная установка ФПТ1-12, общий вид которой показан на рисунке (1.1)
Рисунок (1.1) Общий вид экспериментальной установки ФПТ 1-1 I - стойка; 2 - весы; 3 - колба 4 - вакуумметр; 5 - компрессор Рабочим элементом установки является стеклянная колба 3, соединённая со стрелочным вакуумметром 4, показания которого Краткая теория. Молекулярной (молярной) массой называется масса одного моля вещества. В единицах СИ эта величина измеряется в килограммах на моль. Молем какого-либо вещества называется количество этого вещества, содержащее столько же структурных элементов (молекул, атомов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода При не очень высоких давлениях, но достаточно высоких температурах газ можно считать идеальным. Состояние такого газа описывается уравнением Менделеева-Клапейрона:
где P – давление газа; Из уравнения (1.1) можно получить формулу для молярной массы газа:
Если измерение давления P объема, температуры
Пусть в колбе объёмом V находится газ массой
Откачаем часть газа из колбы, не изменяя его температуры. После откачки масса газа, что оставалась в колбе, и его давление уменьшилось. Обозначим их соответственно
Из уравнений (1.3) и (1.4) получим:
Полученная формула (1.5) даёт возможность определить В данной работе исследуемым газом является воздух, который представляет собой смесь азота, кислорода, аргона и других газов. Формула (1.5) пригодна и для определения
где Если известна молярная масса газа, то можно легко определить ещё одну важную характеристику газа – его плотность
Определив
Плотность смеси газов можно вычислить по формуле (1.8), подразумевая под
Выполнение работы. Задание. 1. Подать напряжение питания на электронные весы, включив установку тумблером «Сеть». 2. С помощью электронных весов определить массу колбы с воздухом ( З. Включив компрессор тумблером "Пуск" и, открыв кран, откачать воздух из колбы до давления 4. Повторить измерения по пп.2-3 не менее 3 раз. 5. Измерить температуру воздуха в лаборатории. 6. Выключить установку тумблером "Сеть". Таблица измерений 1.
Обработка результатов измерения 1. Для каждого проведенного измерения определить массу откачанного воздуха ( 2. По формуле (1.5) вычислить для каждого измерения значение молекулярной массы воздуха З. По формуле (1.8) вычислить для каждого измерения плотность воздуха, используя найденное значение молярной массы 4. Оценить погрешность результатов измерений. Контрольные вопросы. 1. Что такое молекулярная масса вещества и в каких единицах она измеряется? 2. Запишите и объясните уравнение Менделеева-Клапейрона. В каких случаях его можно использовать для практических вычислений? З. Как теоретически рассчитать молекулярную массу смеси газов? 4. Что такое плотность газа и как ее можно определить экспериментально? 5. Выведите расчетную формулу для определения молярной массы, которая используется в данной работе. 6. Основные источники погрешностей данного метода измерения.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|