2.4. Порядок проведения измерений

1.Измерения с нагнетанием воздуха

Для нагнетания (или разрежения) воздуха в сосуде 1 служит резиновая груша, присоединённая к трубке 3. Опыт производится следующим образом.

• Нажимают на клапан 4 и при помощи резиновой груши осторожно начинают нагнетать в сосуд воздух, чтобы уровень жидкости в манометре поднялся над нулём на 25-30 мм.

• После этого отпускают клапан 4 и грушу отсоединяют.

• При этом необходимо внимательно следить за поведением жидкости в манометре, так как разность её уровней будет сначала несколько уменьшаться. Объясняется это тем, что при нагнетании воздуха в сосуд температура его будет сначала несколько выше температуры окружающей среды, а затем, благодаря теплообмену, начнёт падать, пока не сравняется с температурой окружающей среды. Поэтому надо выждать некоторое время (несколько минут) пока движение уровней манометрической жидкости не прекратится, и только после этого сделать отсчёт высоты h₁. Это будет исходное состояние газа, показанное на рис.4 точкой 1.

• Далее, нажимая на клапан 4, выпускаем воздух из сосуда до тех пор, пока давление воздуха в сосуде не сравняется с внешним давлением P_a (до момента выравнивания уровней в манометре), после чего клапан немедленно закрываем. Газ при этом переходит во второе состояние (точка 2 на рис.4).

Рис. 4	Рис. 5

Процесс 12 протекает настолько быстро, что теплообмен с окружающей средой не успевает произойти, поэтому такой процесс можно считать адиабатным. При этом газ охлаждается и его температура понижается до значения T₂., а давление становится равным атмосферному.

Далее газ изохорически будет нагреваться до тех пор, пока температура в сосуде не станет равной температуре окружающей среды (процесс 23, рис.4). При этом его давление повысится до значения

где h₂ – разность уровней манометрической жидкости. Так как нагревание газа происходит очень медленно, то отсчёт делают спустя 2-3 минуты после выпускания воздуха из сосуда.

2.Измерения с выпусканием воздуха

• Предварительно сжав резиновую грушу, вставляем её в трубку 3, нажимаем на клапан 4 (рис.2) и отсасываем часть воздуха из сосуда. При этом температура газа понизится и поэтому нужно выждать некоторое время (2-3 мин.) пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды. В результате получим состояние газа, характеризующееся параметрами P₁,V₁, T₁.

• После отсчёта высоты h₁ нажимаем на клапан 4 и впускаем воздух в сосуд до тех пор, пока давление воздуха в сосуде не сравняется с внешним давлением (уровни жидкости в манометре выравниваются), после чего клапан немедленно закрываем. Так как процесс 12 протекает очень быстро, то его можно считать адиабатным. При этом температура воздуха в сосуде повысится до значения T₂, а давление Р₂ станет равным атмосферному (P₂=P_a).

• Затем газ в сосуде начнёт изохорически медленно охлаждаться до температуры окружающей среды и перейдёт в состояние 3 ( точка 3 на рис.5).При этом давление в сосуде понизится до значения

где h₂ – разность уровней манометрической жидкости. Отсчёт производят после того, как уровни манометрической жидкости остановятся (спустя 2-3 мин. после закрытия клапана)