Задание 2. Определение средней квадратичной скорости молекул

1. Вычислите скорость молекул _э по формуле (2), используя те экспериментальные данные  m и P , для которых вычисленное значение R ближе к теоретическому.

2. Вычислите скорость молекул _т по формуле (3), если молярная масса воздуха  = 29·10³ кг/моль и R=8,31 Дж/(моль К.

3*. Для сравнения скоростей проведите оценку погрешности вычисления _э с учетом приборных погрешностей манометра и весов.

Задание 3*. Вычисление количества вещества и определение числа молекул, удаленных из баллона в одном из опытов

Контрольные вопросы

1. Запишите уравнение состояния идеального газа. Объясните смысл входящих в уравнение величин.

, где

• P — давление,

• Vm — молярный объём,

• R — универсальная газовая постоянная

• T — абсолютная температура,К.

2. Какие приборы используют для измерения параметров состояния воздуха? На чем основан принцип их действия?

Термометры — приборы, служащие для измерения температуры, бывают жидкостными, газовыми и электрическими

Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

Механические термометры - термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла

Электрические термометры - принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды

Манометры — приборы, служащие для измерения давления, бывают жидкостными U-образными, пружинными и мембранными.

3. Выведите рабочую формулу для определения универсальной газовой постоянной в условиях данной работы.

, где  

р – разность давление газа;

            V – объем баллона, занимаемый газом;

            m – разность масс газа;

            μ – его молекулярная масса;

            Т – температура по абсолютной шкале Кельвина.

4. Что показывает количество вещества? Что такое "моль молекул газа"? Как вычислить количество вещества в некоторой массе газа?

Количество вещества — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы)

1 моль газа содержит 6,02x10 в 23 степени молекул. Это число Авогадро.

Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: , где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. Молярная масса — это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро. Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.

5. Можно ли изменение состояния воздуха в эксперименте считать изотермическим? изохорическим?

Изотермический процесс  — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре. (да)

Изохорический или изохорный процесс  — термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. (нет)

6. Что показывает молярная масса вещества?

Сколько грамм в-ва содержится в 1 моль вещества. Численно равна сумме атомных масс элементов, входящих в соединение

7. 0бъясните смысл величин, входящих в основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

В основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов входит произведение концентрации молекул n на среднюю кинетическую энергию  поступательного движения. Если предположить, что газ находится в сосуде неизменного объема V, то  (N – число молекул в сосуде). В этом случае изменение давления Δp пропорционально изменению  средней кинетической энергии.

8. Выведите формулу для определения средней квадратичной скорости молекул по полученной экспериментально разности масс газа и изменению давления. Запишите формулу скорости через абсолютную температуру и молярную массу газа.

_т .

9. Каков физический смысл универсальной газовой постоянной?

Физический смысл универсальной газовой постоянной заключается в том, что она представляет собой работу расширения одного моля идеального газа при повышении температуры на один градус при постоянном давлении