Ο νόμος του Boyle της αναπνοής - Mariotte. Νόμοι αερίων Μαθηματική έκφραση του νόμου του Boyle Marriott

Ας στραφούμε τώρα σε μια πιο λεπτομερή μελέτη του ερωτήματος του πώς αλλάζει η πίεση μιας ορισμένης μάζας αερίου εάν η θερμοκρασία της παραμένει αμετάβλητη και μόνο ο όγκος του αερίου αλλάζει. Έχουμε ήδη ανακαλύψει τι ισόθερμοςη διαδικασία πραγματοποιείται υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία των σωμάτων που περιβάλλουν το αέριο είναι σταθερή και ο όγκος του αερίου αλλάζει τόσο αργά ώστε η θερμοκρασία του αερίου σε οποιαδήποτε στιγμή της διαδικασίας δεν διαφέρει από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος σώματα. Έτσι, θέτουμε το ερώτημα: πώς συνδέονται ο όγκος και η πίεση μεταξύ τους κατά τη διάρκεια μιας ισοθερμικής αλλαγής στην κατάσταση ενός αερίου; Η καθημερινή εμπειρία μας διδάσκει ότι όταν ο όγκος μιας συγκεκριμένης μάζας αερίου μειώνεται, η πίεσή του αυξάνεται. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την αύξηση της ελαστικότητας κατά το φούσκωμα μιας μπάλας ποδοσφαίρου, ποδηλάτου ή ελαστικού αυτοκινήτου. Τίθεται το ερώτημα: πώς ακριβώς αυξάνεται η πίεση ενός αερίου με τη μείωση του όγκου, εάν η θερμοκρασία του αερίου παραμένει αμετάβλητη;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα δόθηκε από μελέτες που πραγματοποιήθηκαν τον 17ο αιώνα από τον Άγγλο φυσικό και χημικό Robert Boyle (1627-1691) και τον Γάλλο φυσικό Edem Mariotte (1620-1684).

Πειράματα που καθορίζουν τη σχέση μεταξύ του όγκου και της πίεσης ενός αερίου μπορούν να αναπαραχθούν: σε κάθετη βάση , εξοπλισμένα με τμήματα, υπάρχουν γυάλινοι σωλήνες ΑΛΛΑκαι ΣΤΟ,συνδέεται με ελαστικό σωλήνα Γ. Χύνεται υδράργυρος στους σωλήνες. Ο σωλήνας Β είναι ανοιχτός στην κορυφή, ο σωλήνας Α έχει στρόφιγγα. Ας κλείσουμε αυτή τη βρύση, κλειδώνοντας έτσι μια συγκεκριμένη μάζα αέρα στο σωλήνα ΑΛΛΑ.Όσο δεν μετακινούμε τους σωλήνες, το επίπεδο υδραργύρου και στους δύο σωλήνες είναι το ίδιο. Αυτό σημαίνει ότι η πίεση του αέρα που παγιδεύεται στο σωλήνα ΑΛΛΑ,ίδια με την πίεση του αέρα του περιβάλλοντος.

Τώρα ας σηκώσουμε σιγά σιγά το τηλέφωνο ΣΤΟ. Θα δούμε ότι ο υδράργυρος και στους δύο σωλήνες θα ανέβει, αλλά όχι με τον ίδιο τρόπο: στον σωλήνα ΣΤΟτο επίπεδο του υδραργύρου θα είναι πάντα υψηλότερο από το Α. Εάν, ωστόσο, ο σωλήνας Β χαμηλώσει, τότε το επίπεδο του υδραργύρου και στα δύο γόνατα μειώνεται, αλλά στο σωλήνα ΣΤΟμειωθεί περισσότερο από ΑΛΛΑ.Ο όγκος του αέρα που έχει παγιδευτεί στο σωλήνα ΑΛΛΑ,μπορεί να μετρηθεί από τις διαιρέσεις του σωλήνα ΑΛΛΑ.Η πίεση αυτού του αέρα θα διαφέρει από την ατμοσφαιρική κατά την ποσότητα της πίεσης της στήλης υδραργύρου, το ύψος της οποίας είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ των επιπέδων υδραργύρου στους σωλήνες Α και Β. Στο. σήκωσε το τηλέφωνο ΣΤΟη πίεση της στήλης υδραργύρου προστίθεται στην ατμοσφαιρική πίεση. Ο όγκος του αέρα στο Α μειώνεται. Κατά την πτώση του σωλήνα ΣΤΟτο επίπεδο υδραργύρου σε αυτό είναι χαμηλότερο από το Α και η πίεση της στήλης υδραργύρου αφαιρείται από την ατμοσφαιρική πίεση. όγκος αέρα σε Α

αυξάνεται ανάλογα. Συγκρίνοντας τις τιμές της πίεσης και του όγκου του αέρα που κλειδώνεται στον σωλήνα Α που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο, θα πειστούμε ότι όταν ο όγκος μιας συγκεκριμένης μάζας αέρα αυξάνεται κατά έναν ορισμένο αριθμό φορές, η πίεσή του μειώνεται κατά το ίδιο ποσό, και αντίστροφα. Η θερμοκρασία του αέρα στο σωλήνα κατά τη διάρκεια των πειραμάτων μας μπορεί να θεωρηθεί αμετάβλητη. Παρόμοια πειράματα μπορούν να γίνουν και με άλλα αέρια.Τα αποτελέσματα είναι τα ίδια.

η πίεση μιας ορισμένης μάζας αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο του αερίου (νόμος Boyle-Mariotte).Για τα σπάνια αέρια, ο νόμος Boyle-Mariotte ικανοποιείται σε μεγάλο βαθμό

ακρίβεια. Για αέρια που είναι πολύ συμπιεσμένα ή ψύχονται, διαπιστώνονται αξιοσημείωτες αποκλίσεις από αυτόν τον νόμο. Ο τύπος που εκφράζει το νόμο Boyle-Mariotte.

Η δήλωση του νόμου του Boyle - Mariotte είναι η εξής:

Σε μαθηματική μορφή, αυτή η δήλωση γράφεται ως τύπος

$pV=C,$

όπου $\Pi$- πίεση αερίου. $V$είναι ο όγκος του αερίου, και $\nu \tau o$- σταθερή τιμή υπό τις καθορισμένες συνθήκες. Σε γενικές γραμμές, η αξία $\nu \tau o$καθορίζεται από τη χημική φύση, τη μάζα και τη θερμοκρασία του αερίου.

Προφανώς, αν ο δείκτης 1 προσδιορίστε τις ποσότητες που σχετίζονται με την αρχική κατάσταση του αερίου και τον δείκτη 2 - στην τελική, τότε ο παραπάνω τύπος μπορεί να γραφτεί στη μορφή

$p\_1\; V\_1\; =\; p\_2\; V\_2$.

Από όσα ειπώθηκαν και τους παραπάνω τύπους, η μορφή της εξάρτησης της πίεσης του αερίου από τον όγκο του σε μια ισοθερμική διεργασία ακολουθεί:

$p=\backslash frac\; (C)(V).$

Αυτή η εξάρτηση είναι μια άλλη, αντίστοιχη με την πρώτη, έκφραση του περιεχομένου του νόμου Boyle-Mariotte. Αυτό εννοεί

Η πίεση μιας ορισμένης μάζας αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου της.

Τότε η σχέση μεταξύ της αρχικής και της τελικής κατάστασης του αερίου που συμμετέχει στην ισοθερμική διαδικασία μπορεί να εκφραστεί ως:

$\backslash frac\; (p\_1)(p\_2)\; =\; \backslash frac\; (V\_2)(V\_1).$

Πρέπει να σημειωθεί ότι η εφαρμογή αυτού και του παραπάνω τύπου, που συσχετίζει τις αρχικές και τελικές πιέσεις και όγκους αερίου μεταξύ τους, δεν περιορίζεται στην περίπτωση των ισοθερμικών διεργασιών. Οι τύποι παραμένουν έγκυροι ακόμη και σε εκείνες τις περιπτώσεις που η θερμοκρασία αλλάζει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, αλλά ως αποτέλεσμα της διαδικασίας, η τελική θερμοκρασία είναι ίση με την αρχική.

Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι αυτός ο νόμος ισχύει μόνο σε περιπτώσεις που το υπό εξέταση αέριο μπορεί να θεωρηθεί ιδανικό. Ειδικότερα, ο νόμος Boyle-Mariotte πληρούται με μεγάλη ακρίβεια σε σχέση με τα σπάνια αέρια. Εάν το αέριο είναι πολύ συμπιεσμένο, τότε παρατηρούνται σημαντικές αποκλίσεις από αυτόν τον νόμο.

Συνέπειες

Ο νόμος Boyle-Mariotte δηλώνει ότι η πίεση ενός αερίου σε μια ισοθερμική διεργασία είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο που καταλαμβάνει το αέριο. Αν λάβουμε υπόψη ότι η πυκνότητα του αερίου είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο που καταλαμβάνει, τότε θα καταλήξουμε στο συμπέρασμα:

Σε μια ισοθερμική διεργασία, η πίεση ενός αερίου αλλάζει σε ευθεία αναλογία με την πυκνότητά του.

$\backslash beta\_T=\backslash frac(1)(p).$

Έτσι καταλήγουμε στο συμπέρασμα:

Ο ισοθερμικός συντελεστής συμπιεστότητας ενός ιδανικού αερίου είναι ίσος με το αντίστροφο της πίεσής του.

δείτε επίσης

Γράψτε μια κριτική για το άρθρο "Νόμος του Μπόιλ - Mariotte"

Σημειώσεις

1. Petrushevsky F.F.// Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό των Brockhaus and Efron
2. // Φυσική Εγκυκλοπαίδεια / Κεφ. εκδ. A. M. Prokhorov. - Μ .: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1988. - Τ. 1. - Σ. 221-222. - 704 σ. - 100.000 αντίτυπα
3. Sivukhin D.V.Γενικό μάθημα φυσικής. - M .: Fizmatlit, 2005. - T. II. Θερμοδυναμική και μοριακή φυσική. - Σ. 21-22. - 544 σ. - ISBN 5-9221-0601-5.
4. Δημοτικό εγχειρίδιο φυσικής / Εκδ. G. S. Landsberg. - M .: Nauka, 1985. - T. I. Mechanics. Θερμότητα. Μοριακή φυσική. - S. 430. - 608 p.
5. Kikoin A. K., Kikoin I. K.Μοριακή φυσική. - M .: Nauka, 1976. - S. 35-36.
6. Σε σταθερή μάζα.
7. Livshits L. D.// Φυσική Εγκυκλοπαίδεια / Κεφ. εκδ. A. M. Prokhorov. - M .: Great Russian Encyclopedia, 1994. - T. 4. - S. 492-493. - 704 σ. - 40.000 αντίτυπα. - ISBN 5-85270-087-8.

Βιβλιογραφία

• Petrushevsky F.F.// Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: σε 86 τόμους (82 τόμοι και 4 επιπλέον). - Αγία Πετρούπολη. , 1890-1907.

Ένα απόσπασμα που χαρακτηρίζει τον νόμο του Boyle - Mariotte

«Είναι η καλύτερη», ακούστηκε ως απάντηση μια τραχιά γυναικεία φωνή και μετά η Marya Dmitrievna μπήκε στο δωμάτιο.
Όλες οι δεσποινίδες ακόμα και οι κυρίες, εκτός από τις μεγαλύτερες, σηκώθηκαν όρθιες. Η Marya Dmitrievna σταμάτησε στην πόρτα και, από το ύψος του σωματώδους κορμιού της, κρατώντας ψηλά το πενήνταχρονο κεφάλι της με γκρι μπούκλες, κοίταξε γύρω από τους καλεσμένους και, σαν να κυλούσε, ίσιωσε χωρίς βιασύνη τα φαρδιά μανίκια του φορέματός της. Η Marya Dmitrievna μιλούσε πάντα ρωσικά.
«Αγαπητό κορίτσι γενεθλίων με παιδιά», είπε με τη δυνατή, χοντρή φωνή της που κατακλύζει όλους τους άλλους ήχους. «Είσαι παλιά αμαρτωλή», γύρισε στον κόμη, που της φιλούσε το χέρι, «σας λείπει το τσάι στη Μόσχα;» Πού να τρέχουν τα σκυλιά; Μα τι να κάνεις, πατέρα, έτσι θα μεγαλώσουν αυτά τα πουλιά... - Έδειξε στα κορίτσια. - Είτε σας αρέσει είτε όχι, πρέπει να αναζητήσετε μνηστήρες.
- Λοιπόν, τι, Κοζάκο μου; (Η Marya Dmitrievna αποκάλεσε τη Νατάσα Κοζάκο) - είπε, χαϊδεύοντας τη Νατάσα με το χέρι της, η οποία πλησίασε το χέρι της χωρίς φόβο και χαρούμενα. - Ξέρω ότι το φίλτρο είναι κορίτσι, αλλά το λατρεύω.
Έβγαλε από το τεράστιο δικτυωτό της σκουλαρίκια σε σχήμα αχλαδιού και, δίνοντάς τα στη Νατάσα, που έλαμπε και κοκκίνιζε με γενέθλια, αμέσως στράφηκε από κοντά της και στράφηκε στον Πιέρ.
– Ε, ε! είδος! έλα εδώ», είπε με μια σκωπτικά ήσυχη και λεπτή φωνή. - Έλα καλή μου...
Και σήκωσε τα μανίκια απειλητικά ακόμα πιο ψηλά.
Ο Πιερ ανέβηκε, κοιτάζοντάς την αφελώς μέσα από τα γυαλιά του.
"Έλα, έλα, αγαπητέ!" Είπα στον πατέρα σου την αλήθεια μόνος, όταν έτυχε, και τότε σε διατάζει ο Θεός.
Έκανε μια παύση. Όλοι έμειναν σιωπηλοί, περίμεναν τι θα επακολουθούσε και ένιωθαν ότι υπήρχε μόνο ένας πρόλογος.
- Εντάξει, τίποτα να πω! καλό παιδί!... Ο πατέρας ξαπλώνει στο κρεβάτι, και διασκεδάζει, βάζει το τέταρτο σε μια αρκούδα καβάλα. Ντροπή σου μπαμπά, ντροπή σου! Καλύτερα να πάμε στον πόλεμο.
Γύρισε μακριά και πρόσφερε το χέρι της στον κόμη, ο οποίος μετά βίας συγκρατούσε τα γέλια.
- Λοιπόν, καλά, στο τραπέζι, έχω τσάι, είναι ώρα; είπε η Μαρία Ντμίτριεβνα.
Η καταμέτρηση προχώρησε με τη Marya Dmitrievna. τότε η κόμισσα, της οποίας ηγούνταν ένας συνταγματάρχης ουσάρων, το σωστό άτομο με το οποίο ο Νικολάι έπρεπε να προλάβει το σύνταγμα. Η Anna Mikhailovna είναι με τον Shinshin. Ο Μπεργκ πρόσφερε το χέρι του στη Βέρα. Η χαμογελαστή Τζούλι Καραγκίνα πήγε με τον Νικολάι στο τραπέζι. Πίσω τους ήρθαν άλλα ζευγάρια, που απλώνονταν στην αίθουσα, και πίσω τους ολομόναχοι, παιδιά, δάσκαλοι και γκουβερνάντες. Οι σερβιτόροι ανακατεύτηκαν, οι καρέκλες έτρεμαν, η μουσική έπαιζε στους πάγκους της χορωδίας και οι καλεσμένοι εγκαταστάθηκαν. Οι ήχοι της σπιτικής μουσικής του κόμη αντικαταστάθηκαν από τους ήχους των μαχαιριών και των πιρουνιών, τις φωνές των καλεσμένων, τα ήσυχα βήματα των σερβιτόρων.
Στη μια άκρη του τραπεζιού, η κόμισσα κάθισε στο κεφάλι. Στα δεξιά είναι η Marya Dmitrievna, στα αριστερά η Anna Mikhailovna και άλλοι καλεσμένοι. Στο άλλο άκρο καθόταν ένας κόμης, στα αριστερά ένας συνταγματάρχης ουσάρ, στη δεξιά ο Σινσίν και άλλοι άντρες καλεσμένοι. Στη μία πλευρά του μακριού τραπεζιού, ηλικιωμένη νεολαία: η Βέρα δίπλα στον Μπεργκ, ο Πιερ δίπλα στον Μπόρις. από την άλλη, παιδιά, δάσκαλοι και γκουβερνάντες. Πίσω από τα κρύσταλλα, τα μπουκάλια και τα βάζα με φρούτα, ο κόμης κοίταξε τη γυναίκα του και το ψηλό καπέλο της με τις μπλε κορδέλες και έριχνε επιμελώς κρασί στους γείτονές του, χωρίς να ξεχάσει τον εαυτό του. Η Κοντέσα, επίσης, λόγω των ανανάδων, μην ξεχνώντας τα καθήκοντά της ως οικοδέσποινα, έριξε σημαντικές ματιές στον σύζυγό της, του οποίου το φαλακρό κεφάλι και το πρόσωπο, της φαινόταν, διακρίνονταν έντονα από την κοκκινίλα τους από τα γκρίζα μαλλιά. Υπήρχε μια κανονική φλυαρία στο τέλος των κυριών. Οι φωνές ακούγονταν όλο και πιο δυνατές στον άνδρα, ειδικά στον συνταγματάρχη ουσάρ, που έτρωγε και έπινε τόσο πολύ, κοκκίνιζε όλο και περισσότερο που ο κόμης τον έδινε ήδη ως παράδειγμα σε άλλους καλεσμένους. Ο Μπεργκ, με ένα απαλό χαμόγελο, μίλησε στη Βέρα για το γεγονός ότι η αγάπη είναι ένα συναίσθημα όχι γήινο, αλλά ουράνιο. Ο Μπόρις κάλεσε τον νέο του φίλο Πιερ τους καλεσμένους που ήταν στο τραπέζι και αντάλλαξαν ματιές με τη Νατάσα που καθόταν απέναντί ​​του. Ο Πιερ μιλούσε ελάχιστα, κοίταζε νέα πρόσωπα και έτρωγε πολύ. Ξεκινώντας από δύο σούπες, από τις οποίες διάλεξε a la tortue, [χελώνα,] και κουλεμπυάκι, και μέχρι το γκρουζ, δεν έχασε ούτε ένα πιάτο και ούτε ένα κρασί, που κόλλησε μυστηριωδώς ο μπάτλερ σε ένα μπουκάλι τυλιγμένο σε μια χαρτοπετσέτα. έξω από πίσω από τον ώμο του γείτονά του, λέγοντας ή «ξηρό κρασί Μαδέρα, ή ουγγρικό, ή κρασί του Ρήνου. Αντικατέστησε το πρώτο από τα τέσσερα κρυστάλλινα ποτήρια με το μονόγραμμα του κόμη, που στεκόταν μπροστά σε κάθε συσκευή, και έπινε με ευχαρίστηση, κοιτάζοντας όλο και πιο ευχάριστα τους καλεσμένους. Η Νατάσα, που καθόταν απέναντί ​​του, κοίταξε τον Μπόρις, καθώς κορίτσια δεκατριών ετών κοιτάζουν το αγόρι με το οποίο μόλις είχαν φιληθεί για πρώτη φορά και με το οποίο είναι ερωτευμένοι. Αυτό το ίδιο βλέμμα της γύριζε μερικές φορές στον Πιέρ και κάτω από το βλέμμα αυτού του αστείου, ζωηρού κοριτσιού ήθελε να γελάσει ο ίδιος, χωρίς να ξέρει γιατί.
Ο Νικολάι καθόταν μακριά από τη Σόνια, δίπλα στην Τζούλι Καραγκίνα, και πάλι, με το ίδιο ακούσιο χαμόγελο, της μίλησε κάτι. Η Σόνια χαμογέλασε μεγαλόπρεπα, αλλά προφανώς την βασάνιζε η ζήλια: χλόμιασε, μετά κοκκίνισε και με όλη της τη δύναμη άκουσε τι έλεγαν ο Νικολάι και η Τζούλι. Η γκουβερνάντα κοίταξε γύρω της ανήσυχη, σαν να ετοιμαζόταν για απόκρουση, αν σκεφτόταν κανείς να προσβάλει τα παιδιά. Ο Γερμανός δάσκαλος προσπάθησε να απομνημονεύσει τις κατηγορίες των φαγητών, των επιδορπίων και των κρασιών για να τα περιγράψει όλα λεπτομερώς σε ένα γράμμα προς την οικογένειά του στη Γερμανία και προσβλήθηκε πολύ από το γεγονός ότι ο μπάτλερ, με ένα μπουκάλι τυλιγμένο σε μια χαρτοπετσέτα, περιέβαλε αυτόν. Ο Γερμανός συνοφρυώθηκε, προσπάθησε να δείξει ότι δεν ήθελε να λάβει αυτό το κρασί, αλλά προσβλήθηκε γιατί κανείς δεν ήθελε να καταλάβει ότι χρειαζόταν κρασί όχι για να ξεδιψάσει, όχι από απληστία, αλλά από ευσυνείδητη περιέργεια.

Στο αντρικό άκρο του τραπεζιού η συζήτηση γινόταν όλο και πιο ζωντανή. Ο συνταγματάρχης είπε ότι το μανιφέστο που κήρυξε τον πόλεμο είχε ήδη δημοσιευτεί στην Πετρούπολη και ότι το αντίγραφο, που είχε δει ο ίδιος, είχε πλέον παραδοθεί με κούριερ στον αρχιστράτηγο.

Σύμφωνα με νόμος του Μπόιλ- Marriotte, σε σταθερή θερμοκρασία ο όγκος αέριοαντιστρόφως ανάλογη της πίεσης.

Αυτό σημαίνει ότι όσο αυξάνεται η πίεση στο αέριο, ο όγκος του μειώνεται και αντίστροφα. Για σταθερή ποσότητα αερίου Νόμος του Boyle - Mariotteμπορεί επίσης να ερμηνευθεί ως εξής: σε σταθερή θερμοκρασία, το γινόμενο πίεσης και όγκου είναι μια σταθερή τιμή. Αυτό εκφράζεται ως τύπος:

P x V \u003d K, όπου P είναι η απόλυτη πίεση, V είναι ο όγκος. Το Κ είναι σταθερά.

Εάν τα P και V αλλάξουν, τότε P 1 x V 1 \u003d K και P 2 x V 2 \u003d K.

Ο συνδυασμός των δύο εξισώσεων θα δώσει P 1 x V 1 = P 2 x V 2 .

Εάν μια σταθερή ποσότητα αερίου αντληθεί σε ένα άκαμπτο δοχείο, όπως μια δεξαμενή κατάδυσης, τότε, εφόσον ο όγκος της δεξαμενής παραμένει αμετάβλητος, θα καθορίσει την πίεση του αερίου μέσα σε αυτό. Εάν η ίδια ποσότητα αερίου γεμίσει ένα ελαστικό δοχείο, όπως ένα μπαλόνι. θα διαστέλλεται έως ότου η πίεση του αερίου στο εσωτερικό του εξισωθεί με την πίεση του περιβάλλοντος. Σε αυτή την περίπτωση, η πίεση καθορίζει τον όγκο του δοχείου.

Η επίδραση της αύξησης της πίεσης με το βάθος καταδύσειςστο παράδειγμα ενός πλαστικού μπουκαλιού. Καθώς αυξάνεται η πίεση σε ένα αέριο, ο όγκος του μειώνεται και αντίστροφα.

Στο επίπεδο της θάλασσας, η πίεση είναι 1 bar. Σε βάθος 10 μέτρων, η πίεση διπλασιάζεται στα 2 bar και στη συνέχεια αυξάνεται κατά 1 bar για κάθε 10 μέτρα βύθισης. Φανταστείτε ένα ανεστραμμένο γυάλινο μπουκάλι χωρίς φελλό, με αέρα μέσα. Όταν το μπουκάλι βυθιστεί σε βάθος 10 μέτρων, όπου η πίεση είναι 2 bar. ο αέρας στο εσωτερικό του θα συμπιεστεί στο μισό του αρχικού του όγκου. Σε βάθος 20 μέτρων, η πίεση θα είναι 3 bar. και ο αέρας θα συμπιεστεί στο ένα τρίτο του αρχικού του όγκου. Στα 30 μέτρα βάθος, όπου η πίεση ανεβαίνει στα 4 bar. ο όγκος του αέρα θα είναι μόνο το ένα τέταρτο του αρχικού.

Αν ένα πίεσηκαι ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογοι, η πίεση και η πυκνότητα είναι ευθέως ανάλογες. Καθώς η πίεση ενός αερίου αυξάνεται και ο όγκος του μειώνεται, η απόσταση μεταξύ των μορίων του αερίου μειώνεται και το αέριο γίνεται πιο πυκνό. Σε διπλάσια ατμοσφαιρική πίεση, ένας δεδομένος όγκος αερίου είναι δύο φορές πιο πυκνός από τον αέρα κοντά στην επιφάνεια του νερού και ούτω καθεξής. Επομένως, στο βάθος, οι δύτες καταναλώνουν τη διαθέσιμη παροχή αέρα γρηγορότερα. Μια πλήρης αναπνοή αέρα σε διπλάσια ατμοσφαιρική πίεση περιέχει διπλάσια μόρια αέρα από τον αέρα στην επιφάνεια. Επομένως, σε πίεση 3 ατμοσφαιρών, το μπαλόνι θα διαρκέσει μόνο το ένα τρίτο του χρόνου κατά τον οποίο ένα άτομο θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει αυτό το μπαλόνι στην επιφάνεια.

δύτηςπρέπει να αναπνέει αέρα, η πίεση του οποίου είναι ίση με την πίεση του περιβάλλοντος υδάτινου περιβάλλοντος. Μόνο τότε, ανεξάρτητα από το βάθος βύθισης, θα εξασφαλιστεί η διαστολή του αέρα στον κανονικό όγκο των πνευμόνων. Ο ρυθμιστής αέρα είναι ένα σύστημα βαλβίδων που μειώνει την πίεση του πεπιεσμένου αέρα σε έναν κύλινδρο σε πίεση νερού στο επίπεδο των πνευμόνων του δύτη. Διάφοροςδεν θέλουν να σπαταλούν τον αέρα στη δεξαμενή τους, οπότε ο ρυθμιστής έχει σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο. για παροχή αέρα μόνο όταν χρειάζεται. Εξ ου και το άλλο όνομα - "βαλβίδα ζήτησης". δηλαδή μια βαλβίδα που λειτουργεί κατά παραγγελία.

Σε κάθε βύθιση διάφοροςμεταφέρετε διάφορα είδη εξοπλισμού που περιέχουν το αέριο, συμπεριλαμβανομένων συσκευών ελέγχου άνωσης, κυλίνδρων, μάσκες, υγρών και ξηρών στολών νεοπρενίου κατασκευασμένα από υλικό που περιέχει μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα. Το σώμα μας έχει επίσης κοιλότητες γεμάτες με αέρια: ιγμόρεια, αυτιά. στομάχι και πνεύμονες. Με εξαίρεση τους άκαμπτους κυλίνδρους, όλες οι κοιλότητες με αέριο συστέλλονται κατά την κάθοδο και επεκτείνονται κατά την άνοδο. Όταν ανεβαίνουν στην επιφάνεια, οι δύτες πρέπει να ανακουφίσουν τον διαστελλόμενο αέρα στους πνεύμονές τους, να εξισώσουν την πίεση στα αυτιά και τα ιγμόρειά τους για να αποφύγουν τον πόνο και τη βλάβη των ιστών, που ονομάζεται βαροτραύμα. (Αυτό δεν ισχύει για στάσεις αποσυμπίεσης - είναι ξεχωριστό θέμα.)

Πιστεύεται ότι η διαστολή των αερίων στο σώμα του δύτη είναι ιδιαίτερα έντονη στα τελευταία 10 μέτρα ανάβασης, γι' αυτό και σε αυτό το στάδιο θα πρέπει να σηκώνεστε αργά, εκπνέοντας σταδιακά αέρα.

Σύνθεση θαλασσινού νερού

Ανάμεσα στις χημικές ενώσεις που δίνουν θαλασσινό νερόΗ αλμυρή του γεύση κυριαρχείται από το επιτραπέζιο αλάτι (χλωριούχο νάτριο). Κατά μέσο όρο, το θαλασσινό νερό περιέχει περίπου 3% αλάτι, αν και αυτό το ποσοστό μπορεί να κυμαίνεται από 1% στις πολικές θάλασσες έως 5% σε κλειστές, όπως η Μεσόγειος και η Ερυθρά. Το άλας που λαμβάνεται με την εξάτμιση του θαλασσινού νερού είναι 77,76% χλωριούχο νάτριο, 10,88% χλωριούχο μαγνήσιο, 4,74% θειικό μαγνήσιο, 3,60% θειικό ασβέστιο, 2,46% από χλωριούχο κάλιο, 0,22% βρώμιο ασβέστιο και 0,22% από βρώμιο ασβέστιο 4,74%.

Οι βασικοί νόμοι των ιδανικών αερίων χρησιμοποιούνται στην τεχνική θερμοδυναμική για την επίλυση ορισμένων μηχανικών και τεχνικών προβλημάτων κατά τη διαδικασία ανάπτυξης σχεδιασμού και τεχνολογικής τεκμηρίωσης για εξοπλισμό αεροπορίας, κινητήρες αεροσκαφών. κατασκευή και λειτουργία τους.

Αυτοί οι νόμοι ελήφθησαν αρχικά πειραματικά. Στη συνέχεια, προήλθαν από τη μοριακή-κινητική θεωρία της δομής των σωμάτων.

Νόμος του Boyle - Mariotteκαθορίζει την εξάρτηση του όγκου ενός ιδανικού αερίου από την πίεση σε σταθερή θερμοκρασία. Αυτή η εξάρτηση συνήχθη από τον Άγγλο χημικό και φυσικό R. Boyle το 1662 πολύ πριν από την εμφάνιση της κινητικής θεωρίας του αερίου. Ανεξάρτητα από τον Boyle το 1676, τον ίδιο νόμο ανακάλυψε ο E. Mariotte. Νόμος του Robert Boyle (1627 - 1691), Άγγλος χημικός και φυσικός που καθιέρωσε αυτόν τον νόμο το 1662, και Edme Mariotte (1620 - 1684), Γάλλος φυσικός που καθιέρωσε αυτόν τον νόμο το 1676: το γινόμενο του όγκου μιας δεδομένης μάζας ενός ιδανικού αερίου και της πίεσής του είναι σταθερή σε σταθερή θερμοκρασίαή.

Ο νόμος ονομάζεται Boyle-Mariotte και το αναφέρει σε σταθερή θερμοκρασία, η πίεση ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου του.

Έστω σε σταθερή θερμοκρασία ορισμένης μάζας αερίου έχουμε:

V 1 - όγκος αερίου υπό πίεση R 1 ;

V 2 - όγκος αερίου υπό πίεση R 2 .

Τότε, σύμφωνα με το νόμο, μπορούμε να γράψουμε

Αντικαθιστώντας στην εξίσωση αυτή την τιμή του συγκεκριμένου όγκου και λαμβάνοντας τη μάζα αυτού του αερίου t= 1kg, παίρνουμε

Π 1 v 1 =Π 2 v 2 ή pv= συνθ .(5)

Η πυκνότητα ενός αερίου είναι το αντίστροφο του ειδικού όγκου του:

τότε η εξίσωση (4) παίρνει τη μορφή

δηλ. οι πυκνότητες των αερίων είναι ευθέως ανάλογες με τις απόλυτες πιέσεις τους. Η εξίσωση (5) μπορεί να θεωρηθεί ως μια νέα έκφραση του νόμου Boyle-Mariotte, η οποία μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: το γινόμενο της πίεσης και ο ειδικός όγκος μιας ορισμένης μάζας του ίδιου ιδανικού αερίου για τις διάφορες καταστάσεις του, αλλά στην ίδια θερμοκρασία, είναι σταθερή τιμή.

Αυτός ο νόμος μπορεί να ληφθεί εύκολα από τη βασική εξίσωση της κινητικής θεωρίας των αερίων. Αντικαθιστώντας στην εξίσωση (2) τον αριθμό των μορίων ανά μονάδα όγκου με την αναλογία Ν/V (Vείναι ο όγκος μιας δεδομένης μάζας αερίου, Νείναι ο αριθμός των μορίων στον όγκο) παίρνουμε

Αφού για δεδομένη μάζα αερίου οι ποσότητες Νκαι β σταθερή, μετά σε σταθερή θερμοκρασία Τ=συνθγια μια αυθαίρετη ποσότητα αερίου, η εξίσωση Boyle–Mariotte θα έχει τη μορφή

pV = συνθ, (7)

και για 1 κιλό αέριο

pv = καταστ.

Απεικονίστε γραφικά στο σύστημα συντεταγμένων R – vαλλαγή στην κατάσταση του αερίου.

Για παράδειγμα, η πίεση μιας δεδομένης μάζας αερίου με όγκο 1 m 3 είναι 98 kPa, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εξίσωση (7), προσδιορίζουμε την πίεση ενός αερίου με όγκο 2 m 3

Συνεχίζοντας τους υπολογισμούς, παίρνουμε τα ακόλουθα δεδομένα: V(m 3) ισούται με 1; 2; 3; τέσσερα? 5; 6; αντίστοιχα R(kPa) ισούται με 98; 49; 32,7; 24,5; 19.6; 16.3. Με βάση αυτά τα δεδομένα, κατασκευάζουμε ένα γράφημα (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Εξάρτηση της πίεσης ενός ιδανικού αερίου από τον όγκο στο

σταθερή θερμοκρασία

Η καμπύλη που προκύπτει είναι μια υπερβολή, που λαμβάνεται σε σταθερή θερμοκρασία, ονομάζεται ισόθερμη και η διεργασία που συμβαίνει σε σταθερή θερμοκρασία ονομάζεται ισοθερμική. Ο νόμος Boyle-Mariotte είναι κατά προσέγγιση και σε πολύ υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες είναι απαράδεκτος για υπολογισμούς θερμικής μηχανικής.

Gay–L u s a ka νόμοςκαθορίζει την εξάρτηση του όγκου ενός ιδανικού αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερή πίεση. (Ο νόμος του Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850), ενός Γάλλου χημικού και φυσικού που καθιέρωσε για πρώτη φορά αυτόν τον νόμο το 1802: ο όγκος μιας δεδομένης μάζας ιδανικού αερίου σε σταθερή πίεση αυξάνεται γραμμικά με την αύξηση της θερμοκρασίας, αυτό είναι , που βρίσκεται ο συγκεκριμένος όγκος; β είναι ο συντελεστής διαστολής όγκου ίσος με 1/273,16 ανά 1 o C.) Ο νόμος θεσπίστηκε πειραματικά το 1802 από τον Γάλλο φυσικό και χημικό Joseph Louis Gay-Lussac, του οποίου το όνομα ονομάζεται. Ερευνώντας πειραματικά τη θερμική διαστολή των αερίων, ο Gay-Lussac ανακάλυψε ότι σε σταθερή πίεση, οι όγκοι όλων των αερίων αυξάνονται σχεδόν εξίσου όταν θερμαίνονται, δηλαδή, με αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1 ° C, ο όγκος μιας ορισμένης μάζας αερίου αυξάνεται κατά 1/273 του όγκου που κατέλαβε αυτό το αέριο μάζας στους 0°C.

Η αύξηση του όγκου κατά τη θέρμανση κατά 1 ° C με την ίδια τιμή δεν είναι τυχαία, αλλά, όπως ήταν, είναι συνέπεια του νόμου Boyle-Mariotte. Πρώτον, το αέριο θερμαίνεται σε σταθερό όγκο κατά 1 ° C, η πίεσή του αυξάνεται κατά 1/273 της αρχικής. Στη συνέχεια, το αέριο διαστέλλεται σε σταθερή θερμοκρασία και η πίεσή του μειώνεται στην αρχική και ο όγκος αυξάνεται κατά τον ίδιο παράγοντα. Δηλώνει τον όγκο μιας ορισμένης μάζας αερίου στους 0°C έως V 0 και σε θερμοκρασία tέως °C V tΑς γράψουμε τον νόμο ως εξής:

Ο νόμος του Gay-Lussac μπορεί επίσης να αναπαρασταθεί γραφικά.

Ρύζι. 2. Εξάρτηση του όγκου ενός ιδανικού αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερά

πίεση

Χρησιμοποιώντας την εξίσωση (8) και υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία είναι 0°C, 273°C, 546°C, υπολογίζουμε τον όγκο του αερίου, αντίστοιχα, V 0 , 2V 0 , 3V 0 . Ας σχεδιάσουμε τις θερμοκρασίες αερίων στον άξονα της τετμημένης σε κάποια κλίμακα υπό όρους (Εικ. 2) και τους όγκους αερίων που αντιστοιχούν σε αυτές τις θερμοκρασίες κατά μήκος του άξονα τεταγμένων. Συνδέοντας τα ληφθέντα σημεία στο γράφημα, παίρνουμε μια ευθεία γραμμή, η οποία είναι ένα γράφημα της εξάρτησης του όγκου ενός ιδανικού αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερή πίεση. Μια τέτοια γραμμή ονομάζεται ισοβαρήςκαι η διαδικασία προχωρά υπό συνεχή πίεση - ισοβαρής.

Ας στραφούμε για άλλη μια φορά στο γράφημα της μεταβολής του όγκου του αερίου από τη θερμοκρασία. Ας συνεχίσουμε την ευθεία μέχρι την τομή, με τον άξονα x. Το σημείο τομής θα αντιστοιχεί στο απόλυτο μηδέν.

Ας υποθέσουμε ότι στην εξίσωση (8) η τιμή V t= 0, τότε έχουμε:

αλλά αφού V 0 ≠ 0, ως εκ τούτου, από όπου t= – 273°C. Αλλά - 273°C=0K, που έπρεπε να αποδειχθεί.

Αντιπροσωπεύουμε την εξίσωση Gay-Lussac με τη μορφή:

Θυμόμαστε ότι 273+ t=Τ, και 273 K \u003d 0 ° C, παίρνουμε:

Αντικαθιστώντας στην εξίσωση (9) την τιμή του συγκεκριμένου όγκου και λαμβάνοντας t\u003d 1 kg, παίρνουμε:

Η σχέση (10) εκφράζει τον νόμο Gay-Lussac, ο οποίος μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: σε σταθερή πίεση, οι συγκεκριμένοι όγκοι των ίδιων μαζών του ίδιου ιδανικού αερίου είναι ευθέως ανάλογοι με τις απόλυτες θερμοκρασίες του. Όπως φαίνεται από την εξίσωση (10), ο νόμος Gay-Lussac αναφέρει ότι ότι το πηλίκο διαίρεσης του συγκεκριμένου όγκου μιας δεδομένης μάζας αερίου με την απόλυτη θερμοκρασία του είναι μια σταθερή τιμή σε μια δεδομένη σταθερή πίεση.

Η εξίσωση που εκφράζει το νόμο των Gay-Lussac, γενικά, έχει τη μορφή

και μπορεί να ληφθεί από τη βασική εξίσωση της κινητικής θεωρίας των αερίων. Η εξίσωση (6) μπορεί να αναπαρασταθεί ως

στο Π=συνθπαίρνουμε την εξίσωση (11). Ο νόμος του Gay-Lussac χρησιμοποιείται ευρέως στη μηχανική. Έτσι, με βάση τον νόμο της ογκομετρικής διαστολής των αερίων, κατασκευάστηκε ένα ιδανικό θερμόμετρο αερίου για τη μέτρηση θερμοκρασιών στην περιοχή από 1 έως 1400 Κ.

ο νόμος του Καρόλουκαθορίζει την εξάρτηση της πίεσης μιας δεδομένης μάζας αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερό όγκο. η πίεση ενός ιδανικού αερίου σταθερής μάζας και όγκου αυξάνεται γραμμικά όταν θερμαίνεται,δηλαδή πού R o - πίεση στο t= 0°C.

Ο Κάρολος προσδιόρισε ότι όταν θερμαίνεται σε σταθερό όγκο, η πίεση όλων των αερίων αυξάνεται σχεδόν εξίσου, δηλ. όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 1 ° C, η πίεση οποιουδήποτε αερίου αυξάνεται ακριβώς κατά 1/273 της πίεσης που είχε αυτή η μάζα αερίου στους 0 ° C. Ας υποδηλώσουμε την πίεση μιας ορισμένης μάζας αερίου σε ένα δοχείο στους 0°C έως R 0 και σε θερμοκρασία t° μέσω Π t . Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 1°C, η πίεση αυξάνεται κατά και όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά t°Η πίεση αυξάνεται κατά. πίεση σε θερμοκρασία t°C ίσο με την αρχική συν αύξηση της πίεσης ή

Ο τύπος (12) σας επιτρέπει να υπολογίσετε την πίεση σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, εάν η πίεση στους 0°C είναι γνωστή. Στους υπολογισμούς μηχανικής, χρησιμοποιείται συχνά μια εξίσωση (νόμος του Charles), η οποία προκύπτει εύκολα από τη σχέση (12).

Επειδή, και 273 + t = Τή 273 K = 0°C = Τ 0

Σε σταθερό συγκεκριμένο όγκο, οι απόλυτες πιέσεις ενός ιδανικού αερίου είναι ευθέως ανάλογες με τις απόλυτες θερμοκρασίες. Ανταλλάσσοντας τους μεσαίους όρους της αναλογίας, παίρνουμε

Η εξίσωση (14) είναι μια έκφραση του νόμου του Charles σε μια γενική μορφή. Αυτή η εξίσωση μπορεί εύκολα να προκύψει από τον τύπο (6)

Στο V=συνθλαμβάνουμε τη γενική εξίσωση του νόμου του Καρόλου (14).

Για να κατασκευάσουμε ένα γράφημα της εξάρτησης μιας δεδομένης μάζας αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερό όγκο, χρησιμοποιούμε την εξίσωση (13). Έστω, για παράδειγμα, σε θερμοκρασία 273 K=0°C, η πίεση ορισμένης μάζας αερίου είναι 98 kPa. Σύμφωνα με την εξίσωση, η πίεση σε θερμοκρασία 373, 473, 573 ° C, αντίστοιχα, θα είναι 137 kPa (1,4 kgf / cm 2), 172 kPa (1,76 kgf / cm 2), 207 kPa (2,12 kgf / cm 2). 2). Με βάση αυτά τα δεδομένα, κατασκευάζουμε ένα γράφημα (Εικ. 3). Η προκύπτουσα ευθεία ονομάζεται ισόχωρη και η διαδικασία που προχωρά σε σταθερό όγκο ονομάζεται ισοχωρική.

Ρύζι. 3. Εξάρτηση της πίεσης του αερίου από τη θερμοκρασία σε σταθερό όγκο

Νόμος του Boyle - Mariotte

Νόμος του Boyle - Mariotte- ένας από τους θεμελιώδεις νόμους των αερίων, που ανακαλύφθηκε το 1662 από τον Robert Boyle και ανακαλύφθηκε ξανά ανεξάρτητα από τον Edme Mariotte το 1676. Περιγράφει τη συμπεριφορά ενός αερίου σε μια ισοθερμική διεργασία. Ο νόμος είναι συνέπεια της εξίσωσης Clapeyron.

• 1 Διατύπωση
• 2 Συνέπειες
• 3 Βλέπε επίσης
• 4 Σημειώσεις
• 5 Λογοτεχνία

Διατύπωση

Ο νόμος του Boyle - Mariotte έχει ως εξής:

Σε σταθερή θερμοκρασία και μάζα ενός αερίου, το γινόμενο της πίεσης ενός αερίου και του όγκου του είναι σταθερό.

Σε μαθηματική μορφή, αυτή η δήλωση γράφεται ως τύπος

που είναι η πίεση του αερίου? είναι ο όγκος του αερίου και είναι σταθερή τιμή υπό τις καθορισμένες συνθήκες. Γενικά, η τιμή καθορίζεται από τη χημική φύση, τη μάζα και τη θερμοκρασία του αερίου.

Προφανώς, εάν ο δείκτης 1 υποδηλώνει τις ποσότητες που σχετίζονται με την αρχική κατάσταση του αερίου και ο δείκτης 2 - με την τελική κατάσταση, τότε ο παραπάνω τύπος μπορεί να γραφτεί ως

. Από όσα ειπώθηκαν και τους παραπάνω τύπους, η μορφή της εξάρτησης της πίεσης του αερίου από τον όγκο του σε μια ισοθερμική διεργασία ακολουθεί:

Αυτή η εξάρτηση είναι μια άλλη, αντίστοιχη με την πρώτη, έκφραση του περιεχομένου του νόμου Boyle-Mariotte. Αυτό εννοεί

Η πίεση μιας ορισμένης μάζας αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου της.

Τότε η σχέση μεταξύ της αρχικής και της τελικής κατάστασης του αερίου που συμμετέχει στην ισοθερμική διαδικασία μπορεί να εκφραστεί ως:

Πρέπει να σημειωθεί ότι η εφαρμογή αυτού και του παραπάνω τύπου, που συσχετίζει τις αρχικές και τελικές πιέσεις και όγκους αερίου μεταξύ τους, δεν περιορίζεται στην περίπτωση των ισοθερμικών διεργασιών. Οι τύποι παραμένουν έγκυροι ακόμη και σε εκείνες τις περιπτώσεις που η θερμοκρασία αλλάζει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, αλλά ως αποτέλεσμα της διαδικασίας, η τελική θερμοκρασία είναι ίση με την αρχική.

Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι αυτός ο νόμος ισχύει μόνο σε περιπτώσεις που το υπό εξέταση αέριο μπορεί να θεωρηθεί ιδανικό. Ειδικότερα, ο νόμος Boyle-Mariotte πληρούται με μεγάλη ακρίβεια σε σχέση με τα σπάνια αέρια. Εάν το αέριο είναι πολύ συμπιεσμένο, τότε παρατηρούνται σημαντικές αποκλίσεις από αυτόν τον νόμο.

Ο νόμος του Boyle - Mariotte, ο νόμος του Charles και ο νόμος του Gay-Lussac, συμπληρωμένοι από τον νόμο του Avogadro, αποτελούν επαρκή βάση για να λάβουμε την ιδανική εξίσωση αερίου της κατάστασης.

Συνέπειες

Ο νόμος Boyle-Mariotte δηλώνει ότι η πίεση ενός αερίου σε μια ισοθερμική διεργασία είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο που καταλαμβάνει το αέριο. Αν λάβουμε υπόψη ότι η πυκνότητα του αερίου είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο που καταλαμβάνει, τότε θα καταλήξουμε στο συμπέρασμα:

Σε μια ισοθερμική διεργασία, η πίεση ενός αερίου αλλάζει σε ευθεία αναλογία με την πυκνότητά του.

Είναι γνωστό ότι η συμπιεστότητα, δηλαδή η ικανότητα ενός αερίου να μεταβάλλει τον όγκο του υπό πίεση, χαρακτηρίζεται από έναν παράγοντα συμπιεστότητας. Στην περίπτωση ισοθερμικής διεργασίας, μιλάμε για ισοθερμικό συντελεστή συμπιεστότητας, ο οποίος καθορίζεται από τον τύπο

όπου ο δείκτης Τ σημαίνει ότι η μερική παράγωγος λαμβάνεται σε σταθερή θερμοκρασία. Αντικαθιστώντας σε αυτόν τον τύπο την έκφραση για τη σχέση μεταξύ πίεσης και όγκου από τον νόμο Boyle-Mariotte, παίρνουμε:

Έτσι καταλήγουμε στο συμπέρασμα:

Ο ισοθερμικός συντελεστής συμπιεστότητας ενός ιδανικού αερίου είναι ίσος με το αντίστροφο της πίεσής του.

δείτε επίσης

• Ο νόμος του Gay-Lussac
• ο νόμος του Καρόλου
• Ο νόμος του Avogadro
• Ιδανικό αέριο
• Εξίσωση κατάστασης ιδανικού αερίου

Σημειώσεις

1. Boyle - Νόμος της Mariotte // Φυσική Εγκυκλοπαίδεια / Ch. εκδ. A. M. Prokhorov. - Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1988. - Τ. 1. - Σ. 221-222. - 704 σ. - 100.000 αντίτυπα.
2. Sivukhin DV Γενικό μάθημα φυσικής. - M.: Fizmatlit, 2005. - T. II. Θερμοδυναμική και μοριακή φυσική. - Σ. 21-22. - 544 σ. - ISBN 5-9221-0601-5.
3. 1 2 Δημοτικό εγχειρίδιο φυσικής / Εκδ. G. S. Landsberg. - Μ.: Nauka, 1985. - Τ. Ι. Μηχανική. Θερμότητα. Μοριακή φυσική. - S. 430. - 608 p.
4. 1 2 3 Kikoin A.K., Kikoin I.K. Molecular physics. - Μ.: Nauka, 1976. - S. 35-36.
5. Σε σταθερή μάζα.
6. Livshits L. D. Συμπιεστότητα // Φυσική Εγκυκλοπαίδεια / Ch. εκδ. A. M. Prokhorov. - M.: Great Russian Encyclopedia, 1994. - T. 4. - S. 492-493. - 704 σ. - 40.000 αντίτυπα.

   ISBN 5-85270-087-8.

Βιβλιογραφία

• Petrushevsky F. F. Boyle-Mariotte law // Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό του Brockhaus and Efron: σε 86 τόμους (82 τόμους και 4 επιπλέον). - Αγία Πετρούπολη, 1890-1907.

Νόμος του Boyle - Mariotte Πληροφορίες για

Νόμος του Boyle - Mariotte

Νόμος του Boyle - Mariotte
Νόμος του Boyle - MariotteΒλέπεις το θέμα
Ο νόμος του Boyle - Marriotte what, Boyle's Law - Marriott who, Boyle's Law - Περιγραφή Marriotte

Υπάρχουν αποσπάσματα από τη wikipedia σε αυτό το άρθρο και βίντεο

Ο ιστότοπός μας διαθέτει σύστημα στη λειτουργία της μηχανής αναζήτησης. Επάνω: "τι ψάχνατε;" μπορείτε να ρωτήσετε τα πάντα στο σύστημα με το πλαίσιο. Καλώς ήρθατε στην απλή, κομψή και γρήγορη μηχανή αναζήτησής μας, την οποία ετοιμάσαμε για να σας παρέχουμε τις πιο ακριβείς και ενημερωμένες πληροφορίες.

Μια μηχανή αναζήτησης σχεδιασμένη για εσάς, που σας παρέχει τις πιο ενημερωμένες και ακριβείς πληροφορίες με απλό σχεδιασμό και γρήγορη λειτουργία. Μπορείτε να βρείτε σχεδόν όλες τις πληροφορίες που αναζητάτε στον ιστότοπό μας.

Προς το παρόν εξυπηρετούμε μόνο στα Αγγλικά, Τουρκικά, Ρωσικά, Ουκρανικά, Καζακικά και Λευκορωσικά.
Νέες γλώσσες θα προστεθούν στο σύστημα πολύ σύντομα.

Η ζωή των διάσημων ανθρώπων σας δίνει πληροφορίες, εικόνες και βίντεο για εκατοντάδες θέματα όπως πολιτικούς, κυβερνητικά στελέχη, γιατρούς, ιστοσελίδες στο Διαδίκτυο, φυτά, οχήματα τεχνολογίας, αυτοκίνητα κ.λπ.

Νόμος Boyle-Mariotte

Η ποσοτική σχέση μεταξύ του όγκου και της πίεσης ενός αερίου καθορίστηκε για πρώτη φορά από τον Robert Boyle το 1662. * Ο νόμος του Boyle-Mariotte δηλώνει ότι σε μια σταθερή θερμοκρασία, ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος της πίεσής του.

Αυτός ο νόμος ισχύει για οποιαδήποτε σταθερή ποσότητα αερίου. Όπως φαίνεται από το σχ. 3.2, η γραφική του αναπαράσταση μπορεί να είναι διαφορετική. Το γράφημα στα αριστερά δείχνει ότι σε χαμηλή πίεση, ο όγκος μιας σταθερής ποσότητας αερίου είναι μεγάλος.

Ο όγκος ενός αερίου μειώνεται όσο αυξάνεται η πίεσή του. Μαθηματικά, αυτό γράφεται ως εξής:

Ωστόσο, ο νόμος του Boyle-Mariotte είναι συνήθως γραμμένος με τη μορφή

Μια τέτοια εγγραφή επιτρέπει, για παράδειγμα, τη γνώση του αρχικού όγκου αερίου V1 και της πίεσής του p για τον υπολογισμό της πίεσης p2 στον νέο όγκο V2.

Ο νόμος του Gay-Lussac (νόμος του Charles)

Το 1787, ο Charles έδειξε ότι σε σταθερή πίεση, ο όγκος ενός αερίου αλλάζει (αναλογικά με τη θερμοκρασία του. Αυτή η εξάρτηση παρουσιάζεται σε γραφική μορφή στο σχήμα 3.3, από το οποίο φαίνεται ότι ο όγκος ενός αερίου σχετίζεται γραμμικά Σε μαθηματική μορφή, αυτή η εξάρτηση εκφράζεται ως εξής:

Ο νόμος του Καρόλου συχνά γράφεται με διαφορετική μορφή:

V1IT1 = V2T1(2)

Ο νόμος του Καρόλου βελτιώθηκε από τον J. Gay-Lussac, ο οποίος το 1802 βρήκε ότι ο όγκος ενός αερίου, όταν η θερμοκρασία του αλλάζει κατά 1°C, αλλάζει κατά 1/273 του όγκου που καταλάμβανε στους 0°C.

Από αυτό προκύπτει ότι αν πάρουμε έναν αυθαίρετο όγκο οποιουδήποτε αερίου στους 0°C και σε σταθερή πίεση μειώσουμε τη θερμοκρασία του κατά 273°C, τότε ο τελικός όγκος θα είναι ίσος με μηδέν. Αυτό αντιστοιχεί σε θερμοκρασία -273°C, ή 0 K. Αυτή η θερμοκρασία ονομάζεται απόλυτο μηδέν. Στην πραγματικότητα, δεν μπορεί να επιτευχθεί. Στο σχ.

Το σχήμα 3.3 δείχνει πώς η παρέκταση των διαγραμμάτων όγκου αερίου σε σχέση με τη θερμοκρασία οδηγεί σε μηδενικό όγκο στους 0 K.

Το απόλυτο μηδέν είναι, αυστηρά, ανέφικτο. Ωστόσο, υπό εργαστηριακές συνθήκες, είναι δυνατό να επιτευχθούν θερμοκρασίες που διαφέρουν από το απόλυτο μηδέν μόνο κατά 0,001 Κ. Σε τέτοιες θερμοκρασίες, οι τυχαίες κινήσεις των μορίων πρακτικά σταματούν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα εκπληκτικές ιδιότητες.

Για παράδειγμα, τα μέταλλα που ψύχονται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν χάνουν σχεδόν εντελώς την ηλεκτρική τους αντίσταση και γίνονται υπεραγώγιμα*. Ένα παράδειγμα ουσιών με άλλες ασυνήθιστες ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας είναι το ήλιο.

Σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, το ήλιο χάνει το ιξώδες του και γίνεται υπερρευστό.

* Το 1987, ανακαλύφθηκαν ουσίες (κεραμικά συντηγμένα από οξείδια στοιχείων λανθανιδίου, βάριο και χαλκό) που γίνονται υπεραγώγιμες σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, της τάξης των 100 K (-173 °C). Αυτοί οι υπεραγωγοί «υψηλής θερμοκρασίας» ανοίγουν μεγάλες προοπτικές στην τεχνολογία.- Περίπου. μετάφρ.

Κύριος εξοπλισμός εργαστηρίουείναι η επιφάνεια εργασίας στην οποία εκτελούνται όλες οι πειραματικές εργασίες.

Κάθε εργαστήριο πρέπει να έχει καλό αερισμό. Απαιτείται απαγωγός καπνού, στον οποίο όλες οι εργασίες εκτελούνται με χρήση δύσοσμων ή τοξικών ενώσεων, καθώς και καύσης οργανικών ουσιών σε χωνευτήρια.

Σε ειδικό απορροφητήρα καπνού, στον οποίο δεν εκτελούνται εργασίες που σχετίζονται με τη θέρμανση, αποθηκεύονται πτητικές, επιβλαβείς ή δύσοσμες ουσίες (υγρό βρώμιο, συμπυκνωμένα νιτρικά και υδροχλωρικά οξέα κ.λπ.).

), καθώς και εύφλεκτες ουσίες (δισουλφίδιο του άνθρακα, αιθέρας, βενζόλιο κ.λπ.).

Το εργαστήριο χρειάζεται ύδρευση, αποχέτευση, τεχνικό ρεύμα, καλωδίωση αερίου και θερμοσίφωνες. Είναι επίσης επιθυμητό να υπάρχει παροχή πεπιεσμένου αέρα, γραμμή κενού, παροχή ζεστού νερού και ατμού.

Εάν δεν υπάρχει ειδική παροχή, χρησιμοποιούνται θερμοσίφωνες διαφόρων συστημάτων για την παραγωγή ζεστού νερού.

Μέσω αυτών των συσκευών, που θερμαίνονται με ηλεκτρισμό ή αέριο, μπορεί να επιτευχθεί γρήγορα ένας πίδακας ζεστού νερού σε θερμοκρασία σχεδόν 100°C.

Το εργαστήριο πρέπει να διαθέτει εγκαταστάσεις για απόσταξη (ή αφαλάτωση) νερού, αφού είναι αδύνατη η εργασία στο εργαστήριο χωρίς απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό. Σε περιπτώσεις όπου η λήψη απεσταγμένου νερού είναι δύσκολη ή αδύνατη, χρησιμοποιείται απεσταγμένο νερό του εμπορίου.

Πρέπει να υπάρχουν πήλινα βάζα χωρητικότητας 10-15 λίτρων κοντά σε τραπέζια εργασίας και νεροχύτες νερού για την αποστράγγιση περιττών διαλυμάτων, αντιδραστηρίων κ.λπ., καθώς και καλάθια για σπασμένα γυαλιά, χαρτί και άλλα ξηρά σκουπίδια.

Εκτός από τα τραπέζια εργασίας, το εργαστήριο θα πρέπει να διαθέτει ένα γραφείο όπου αποθηκεύονται όλα τα σημειωματάρια και οι σημειώσεις και, εάν είναι απαραίτητο, έναν πίνακα τίτλου. Θα πρέπει να υπάρχουν ψηλά σκαμπό ή καρέκλες κοντά στα τραπέζια εργασίας.

Οι αναλυτικοί ζυγοί και τα όργανα που απαιτούν σταθερή εγκατάσταση (ηλεκτρομετρική, οπτική, κ.λπ.) τοποθετούνται σε ξεχωριστό δωμάτιο που σχετίζεται με το εργαστήριο και πρέπει να διατεθεί ειδικός χώρος ζύγισης για αναλυτικούς ζυγούς. Είναι επιθυμητό το δωμάτιο ζύγισης να βρίσκεται με παράθυρα προς τα βόρεια. Αυτό είναι σημαντικό γιατί η ζυγαριά δεν πρέπει να εκτίθεται στο ηλιακό φως («Ζυγαριά και ζύγιση»).

Στο εργαστήριο πρέπει επίσης να έχετε τα πιο απαραίτητα βιβλία αναφοράς, εγχειρίδια και σχολικά βιβλία, αφού συχνά κατά τη διάρκεια της εργασίας χρειάζονται τόνους ή άλλες πληροφορίες.

δείτε επίσης

Σελίδα 3

Τα χημικά γυάλινα σκεύη που χρησιμοποιούνται στα εργαστήρια μπορούν να χωριστούν σε διάφορες ομάδες. Ανάλογα με τον σκοπό, τα πιάτα μπορούν να χωριστούν σε πιάτα γενικής χρήσης, ειδικής χρήσης και μετρημένα. Σύμφωνα με το υλικό - για πιάτα από απλό γυαλί, ειδικό γυαλί, χαλαζία.

Στην ομάδα. Τα είδη γενικής χρήσης περιλαμβάνουν εκείνα τα είδη που πρέπει πάντα να βρίσκονται σε εργαστήρια και χωρίς τα οποία δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν οι περισσότερες εργασίες. Αυτά είναι: δοκιμαστικοί σωλήνες, απλές και διαχωριστικές χοάνες, ποτήρια, φιάλες με επίπεδο πυθμένα, κρυσταλλοποιητές, κωνικές φιάλες (Erlenmeyer), φιάλες Bunsen, ψυγεία, αποθήκες, φιάλες για απεσταγμένο νερό, μπλουζάκια, βρύσες.

Η ομάδα ειδικού σκοπού περιλαμβάνει εκείνα τα είδη που χρησιμοποιούνται για οποιονδήποτε σκοπό, για παράδειγμα: τη συσκευή Kipp, τη συσκευή Sok-rally, τη συσκευή Kjeldahl, τις φιάλες αναρροής, τις φιάλες Wulff, τις φιάλες Tishchenko, τα λήκυντρα, τα υδρόμετρα, τις φιάλες Drexel, τη συσκευή Kali , ελεγκτής διοξειδίου του άνθρακα, φιάλες στρογγυλού πυθμένα, ειδικά ψυγεία, μετρητές μοριακού βάρους, ελεγκτές σημείου τήξης και βρασμού κ.λπ.

Τα ογκομετρικά σκεύη περιλαμβάνουν: βαθμωτούς κυλίνδρους και ποτήρια, πιπέτες, προχοΐδες και ογκομετρικές φιάλες.

Για να ξεκινήσετε, προτείνουμε να παρακολουθήσετε το παρακάτω βίντεο, όπου εξετάζονται συνοπτικά και εύκολα οι κύριοι τύποι χημικών γυαλικών.

δείτε επίσης:

Μαγειρικά σκεύη γενικής χρήσης

Οι δοκιμαστικοί σωλήνες (Εικ. 18) είναι στενά κυλινδρικά δοχεία με στρογγυλεμένο πυθμένα. έρχονται σε διαφορετικά μεγέθη και διαμέτρους και από διαφορετικό γυαλί. Οι συνηθισμένοι εργαστηριακοί δοκιμαστικοί σωλήνες είναι κατασκευασμένοι από εύτηκτο γυαλί, αλλά για ειδικές εργασίες, όταν απαιτείται θέρμανση σε υψηλές θερμοκρασίες, οι δοκιμαστικοί σωλήνες κατασκευάζονται από πυρίμαχο γυαλί ή χαλαζία.

Εκτός από τους συνηθισμένους, απλούς δοκιμαστικούς σωλήνες, χρησιμοποιούνται επίσης βαθμωτοί και φυγοκεντρικοί κωνικοί δοκιμαστικοί σωλήνες.

Οι δοκιμαστικοί σωλήνες που χρησιμοποιούνται αποθηκεύονται σε ειδικά ξύλινα, πλαστικά ή μεταλλικά ράφια (Εικ. 19).

Ρύζι. 18. Απλοί και διαβαθμισμένοι σωλήνες

Ρύζι. 20. Προσθήκη ουσιών σε σκόνη στον δοκιμαστικό σωλήνα.

Οι δοκιμαστικοί σωλήνες χρησιμοποιούνται κυρίως για αναλυτικές ή μικροχημικές εργασίες. Κατά τη διεξαγωγή αντιδράσεων σε δοκιμαστικό σωλήνα, τα αντιδραστήρια δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε πολύ μεγάλες ποσότητες. Είναι απολύτως απαράδεκτο να γεμίζει ο δοκιμαστικός σωλήνας μέχρι το χείλος.

Η αντίδραση πραγματοποιείται με μικρές ποσότητες ουσιών. Το 1/4 ή και το 1/8 της χωρητικότητας του δοκιμαστικού σωλήνα είναι αρκετό. Μερικές φορές είναι απαραίτητο να εισαχθεί μια στερεή ουσία (σκόνες, κρύσταλλοι κ.λπ.) στον δοκιμαστικό σωλήνα.

), για αυτό, μια λωρίδα χαρτιού με πλάτος ελαφρώς μικρότερο από τη διάμετρο του δοκιμαστικού σωλήνα διπλώνεται στο μισό σε μήκος και η απαιτούμενη ποσότητα στερεού χύνεται στη σέσουλα που προκύπτει. Ο σωλήνας κρατιέται στο αριστερό χέρι, γέρνει οριζόντια και η σέσουλα εισάγεται σε αυτόν σχεδόν προς τα κάτω (Εικ. 20).

Στη συνέχεια ο δοκιμαστικός σωλήνας τοποθετείται κατακόρυφα, αλλά και χτυπιέται ελαφρά πάνω του. Όταν χυθεί όλο το στερεό, αφαιρείται η σέσουλα χαρτιού.

Για να αναμίξετε τα χυμένα αντιδραστήρια, κρατήστε τον δοκιμαστικό σωλήνα με τον αντίχειρα και τον δείκτη του αριστερού χεριού στο πάνω άκρο και στηρίξτε τον με το μεσαίο δάχτυλο και με τον δείκτη του δεξιού χεριού χτυπήστε το κάτω μέρος του δοκιμαστικού σωλήνα με λοξό χτύπημα. Αυτό αρκεί για να ανακατευτεί καλά το περιεχόμενο.

Είναι απολύτως απαράδεκτο να κλείσετε τον δοκιμαστικό σωλήνα με το δάχτυλό σας και να τον ανακινήσετε με αυτή τη μορφή. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί κανείς όχι μόνο να εισάγει κάτι ξένο στο υγρό του δοκιμαστικού σωλήνα, αλλά μερικές φορές να βλάψει το δέρμα του δακτύλου, να καεί κ.λπ.

Εάν ο σωλήνας είναι περισσότερο από το μισό γεμάτο υγρό, το περιεχόμενο αναμιγνύεται με μια γυάλινη ράβδο.

Εάν ο σωλήνας πρέπει να θερμανθεί, θα πρέπει να στερεωθεί στη θήκη.

Όταν ο δοκιμαστικός σωλήνας θερμαίνεται ανεπαρκώς και έντονα, το υγρό βράζει γρήγορα και εκτοξεύεται από αυτόν, επομένως πρέπει να τον θερμάνετε προσεκτικά. Όταν αρχίσουν να εμφανίζονται φυσαλίδες, ο δοκιμαστικός σωλήνας πρέπει να αφεθεί στην άκρη και, μην τον κρατήσετε στη φλόγα του καυστήρα, αλλά κοντά σε αυτόν ή πάνω από αυτόν, συνεχίστε τη θέρμανση με ζεστό αέρα. Όταν θερμαίνεται, το ανοιχτό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα πρέπει να απομακρυνθεί από τον εργαζόμενο και από τους γείτονες στο τραπέζι.

Όταν δεν απαιτείται ισχυρή θέρμανση, είναι καλύτερο να χαμηλώσετε τον δοκιμαστικό σωλήνα με το θερμαινόμενο υγρό σε ζεστό νερό. Εάν εργάζεστε με μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες (για ημιμικροανάλυση), τότε θερμαίνονται μόνο σε ζεστό νερό που χύνεται σε γυάλινο ποτήρι ζέσεως του κατάλληλου μεγέθους (χωρητικότητας όχι μεγαλύτερη από 100 ml).

Χωνάριαχρησιμοποιούνται για μετάγγιση - υγρά, για φιλτράρισμα κ.λπ. Οι χημικές χοάνες παράγονται σε διάφορα μεγέθη, η άνω διάμετρός τους είναι 35, 55, 70, 100, 150, 200, 250 και 300 mm.

Οι συνηθισμένες χοάνες έχουν λείο εσωτερικό τοίχωμα, αλλά μερικές φορές χρησιμοποιούνται χοάνες με εσωτερική επιφάνεια με ραβδώσεις για ταχεία διήθηση.

Οι χοάνες φίλτρου έχουν πάντα γωνία 60° και κομμένο μακρύ άκρο.

Κατά τη λειτουργία, οι χοάνες τοποθετούνται είτε σε ειδική βάση είτε σε δακτύλιο σε συμβατική βάση εργαστηρίου (Εικ. 21).

Για το φιλτράρισμα σε ποτήρι, είναι χρήσιμο να φτιάξετε μια απλή βάση για ένα χωνί (Εικ. 22) Για να γίνει αυτό, κόβεται μια λωρίδα μήκους 70-80 lsh και πλάτους 20 mm από φύλλο αλουμινίου με πάχος περίπου 2 mm.

Μια οπή με διάμετρο 12-13 mm ανοίγεται σε ένα από τα άκρα της λωρίδας και η λωρίδα κάμπτεται όπως φαίνεται στο Σχ. 22, α. Πώς να στερεώσετε τη χοάνη στο γυαλί φαίνεται στο σχ. 22β.

Όταν ρίχνετε υγρό σε φιάλη ή φιάλη, μην γεμίζετε το χωνί μέχρι το χείλος.

Εάν η χοάνη είναι σφιχτά συνδεδεμένη με τον λαιμό του αγγείου μέσα στο οποίο χύνεται το υγρό, τότε η μετάγγιση είναι δύσκολη, αφού δημιουργείται αυξημένη πίεση στο εσωτερικό του αγγείου. Επομένως, η χοάνη πρέπει να ανυψώνεται από καιρό σε καιρό.

Είναι ακόμη καλύτερο να κάνετε ένα κενό μεταξύ του χωνιού και του λαιμού του αγγείου, βάζοντας, για παράδειγμα, ένα κομμάτι χαρτί ανάμεσά τους. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η φλάντζα δεν μπαίνει στο δοχείο. Είναι πιο σκόπιμο να χρησιμοποιήσετε ένα συρμάτινο τρίγωνο, το οποίο μπορείτε να κάνετε μόνοι σας.

Το τρίγωνο αυτό τοποθετείται στο λαιμό του αγγείου και στη συνέχεια εισάγεται το χωνί.

Στο λαιμό των πιάτων υπάρχουν ειδικά ακροφύσια από καουτσούκ ή πλαστικό, τα οποία παρέχουν επικοινωνία μεταξύ του εσωτερικού της φιάλης και της εξωτερικής ατμόσφαιρας (Εικ. 23).

Ρύζι. 21. Ενίσχυση της γυάλινης χημικής χοάνης

Ρύζι. 22. Συσκευή τοποθέτησης του χωνιού σε ποτήρι, σε τρίποδο.

Για αναλυτική εργασία κατά το φιλτράρισμα, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε αναλυτικές χοάνες (Εικ. 24). Η ιδιαιτερότητα αυτών των χωνιών είναι ότι έχουν ένα επίμηκες κομμένο άκρο, η εσωτερική διάμετρος του οποίου είναι μικρότερη στο πάνω μέρος από ότι στο κάτω μέρος. αυτός ο σχεδιασμός επιταχύνει το φιλτράρισμα.

Επιπλέον, υπάρχουν αναλυτικές χοάνες με ραβδωτή εσωτερική επιφάνεια που στηρίζει το φίλτρο, και με σφαιρική διαστολή στο σημείο που περνά η χοάνη στον σωλήνα. Οι χοάνες αυτού του σχεδιασμού επιταχύνουν τη διαδικασία φιλτραρίσματος σχεδόν τρεις φορές σε σύγκριση με τις συμβατικές χοάνες.

Ρύζι. 23. Ακροφύσια για λαιμούς μπουκαλιών. Ρύζι. 24. Αναλυτική χοάνη.

Διαχωριστικές χοάνες(Εικ. 25) χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό μη αναμίξιμων υγρών (για παράδειγμα, νερό και λάδι). Είναι είτε κυλινδρικά είτε σε σχήμα αχλαδιού και στις περισσότερες περιπτώσεις διαθέτουν εσμυρισμένο πώμα.

Στο επάνω μέρος του σωλήνα εξόδου υπάρχει ένα εσμυρισμένο γυάλινο στρόφιγγα. Η χωρητικότητα των διαχωριστικών χωνιών είναι διαφορετική (από 50 ml έως πολλά λίτρα), ανάλογα με τη χωρητικότητα αλλάζει και το πάχος του τοιχώματος.

Όσο μικρότερη είναι η χωρητικότητα της χοάνης, τόσο πιο λεπτά είναι τα τοιχώματά της και αντίστροφα.

Κατά τη λειτουργία, οι διαχωριστικές χοάνες, ανάλογα με τη χωρητικότητα και το σχήμα, ενισχύονται με διάφορους τρόπους. Κυλινδρικό χωνί μικρής χωρητικότητας μπορεί να στερεωθεί απλά στο πόδι. Μεγάλες χοάνες τοποθετούνται ανάμεσα σε δύο δακτυλίους.

Το κάτω μέρος της κυλινδρικής χοάνης πρέπει να στηρίζεται σε ένα δακτύλιο, η διάμετρος του οποίου είναι ελαφρώς μικρότερη από τη διάμετρο του χωνιού, ο επάνω δακτύλιος έχει ελαφρώς μεγαλύτερη διάμετρο.

Εάν η χοάνη ταλαντώνεται, πρέπει να τοποθετηθεί μια πλάκα από φελλό μεταξύ του δακτυλίου και της χοάνης.

Η διαχωριστική χοάνη σε σχήμα αχλαδιού είναι στερεωμένη στο δακτύλιο, ο λαιμός της είναι σφιγμένος με ένα πόδι. Το χωνί στερεώνεται πάντα πρώτα και μόνο μετά χύνονται σε αυτό τα προς διαχωρισμό υγρά.

Οι χοάνες πτώσης (Εικ. 26) διαφέρουν από τις διαχωριστικές χοάνες στο ότι είναι ελαφρύτερες, με λεπτά τοιχώματα και

Ρύζι. 25. Διαχωριστικά χωνιά. ρύζι. 26. Σταγόνες χοάνες.

Στις περισσότερες περιπτώσεις με μακρύ τέλος. Αυτές οι χοάνες χρησιμοποιούνται σε πολλές εργασίες, όταν μια ουσία προστίθεται στη μάζα της αντίδρασης σε μικρές μερίδες ή σταγόνα-σταγόνα. Ως εκ τούτου, αποτελούν συνήθως μέρος του οργάνου. Οι χοάνες στερεώνονται στο λαιμό της φιάλης σε λεπτό τμήμα ή με πώμα από φελλό ή καουτσούκ.

Πριν εργαστείτε με διαχωριστικό ή χωνί πτώσης, το τμήμα της γυάλινης βρύσης πρέπει να λιπαίνεται προσεκτικά με βαζελίνη ή ειδικό λιπαντικό.

Αυτό καθιστά δυνατό το άνοιγμα της βρύσης εύκολα και αβίαστα, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, αφού αν ανοίξει καλά η βρύση, μπορεί να σπάσει ή να καταστρέψει ολόκληρη τη συσκευή κατά το άνοιγμα.

Το λιπαντικό πρέπει να εφαρμόζεται πολύ αραιά, έτσι ώστε όταν γυρίζει η βρύση, να μην μπαίνει στο σωλήνα της χοάνης ή μέσα στο άνοιγμα της βρύσης.

Για πιο ομοιόμορφη ροή των σταγόνων υγρού από το σταγονόμετρο και για την παρακολούθηση του ρυθμού παροχής υγρού, χρησιμοποιούνται σταγονομετρικά χωνιά με ακροφύσιο (Εικ. 27). Τέτοιες χοάνες αμέσως μετά τη βρύση έχουν ένα διογκωμένο τμήμα που περνά μέσα στο σωλήνα. Το υγρό εισέρχεται σε αυτή τη διαστολή μέσω ενός κοντού σωλήνα μέσω μιας στρόφιγγας και στη συνέχεια στον σωλήνα της χοάνης.

Ρύζι. 27. Χωνί στάλαξης με ακροφύσιο

Ρύζι. 28. Χημικά ποτήρια.

Ρύζι. 29. Επίπεδη χοάνη με ακροφύσιο

ΓΥΑΛΙΚΑ 1 2 3

δείτε επίσης

Μάθημα 25

Αρχείο μαθημάτων › Βασικοί νόμοι της χημείας

Μάθημα 25" Νόμος Boyle-Mariotte» από το μάθημα « Χημεία για ανδρείκελα» εξετάστε το νόμο που σχετίζεται με την πίεση και τον όγκο του αερίου, καθώς και γραφήματα της πίεσης έναντι του όγκου και του όγκου έναντι της πίεσης. Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι στο τελευταίο μάθημα "Πίεση αερίου", εξετάσαμε τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας ενός βαρόμετρου υδραργύρου, καθώς επίσης ορίσαμε την πίεση και εξετάσαμε τις μονάδες μέτρησής του.

Ρόμπερτ Μπόιλ(1627-1691), στον οποίο οφείλουμε τον πρώτο πρακτικά σωστό ορισμό του χημικού στοιχείου (θα μάθουμε στο Κεφάλαιο 6), ενδιαφέρθηκε επίσης για τα φαινόμενα που συμβαίνουν σε δοχεία με σπάνιο αέρα.

Εφευρίσκοντας αντλίες κενού για την άντληση αέρα από κλειστά δοχεία, επέστησε την προσοχή σε μια ιδιότητα που είναι γνωστή σε όποιον είχε ποτέ φουσκώσει ένα θάλαμο με μπάλα ποδοσφαίρου ή να πιέσει προσεκτικά ένα μπαλόνι: όσο περισσότερο συμπιέζεται ο αέρας σε ένα κλειστό δοχείο, τόσο περισσότερο αντιστέκεται στη συμπίεση. .

Ο Μπόιλ αποκάλεσε αυτή την ιδιοκτησία " ελαστικότητα» αέρα και τον μέτρησε χρησιμοποιώντας μια απλή συσκευή που φαίνεται στο σχ. 3.2, α και β.

Ο Boyle σφράγισε λίγο αέρα με υδράργυρο στο κλειστό άκρο του κυρτού σωλήνα (Εικ. 3-2, α) και στη συνέχεια συμπίεσε αυτόν τον αέρα, προσθέτοντας σταδιακά υδράργυρο στο ανοιχτό άκρο του σωλήνα (Εικ. 3-2, β).

Η πίεση που βιώνει ο αέρας στο κλειστό τμήμα του σωλήνα είναι ίση με το άθροισμα της ατμοσφαιρικής πίεσης και της πίεσης μιας στήλης υδραργύρου ύψους h (h είναι το ύψος κατά το οποίο το επίπεδο υδραργύρου στο ανοιχτό άκρο του σωλήνα υπερβαίνει το επίπεδο του υδραργύρου στο κλειστό άκρο). Τα δεδομένα μέτρησης πίεσης και όγκου που ελήφθησαν από τον Boyle δίνονται στον Πίνακα. 3-1.

Αν και ο Boyle δεν έλαβε ειδικά μέτρα για να διατηρήσει μια σταθερή θερμοκρασία του αερίου, φαίνεται ότι στα πειράματά του αυτή άλλαξε ελάχιστα. Ωστόσο, ο Boyle παρατήρησε ότι η θερμότητα από τη φλόγα του κεριού προκάλεσε σημαντικές αλλαγές στις ιδιότητες του αέρα.

Ανάλυση δεδομένων για την πίεση και τον όγκο του αέρα κατά τη συμπίεσή του

Πίνακας 3-1, που περιέχει τα πειραματικά δεδομένα του Boyle για τη σχέση πίεσης και όγκου για τον ατμοσφαιρικό αέρα, βρίσκεται κάτω από το σπόιλερ.

Αφού ο ερευνητής λάβει δεδομένα παρόμοια με αυτά που δίνονται στον Πίνακα. 3-1, προσπαθεί να βρει μια μαθηματική εξίσωση που να συσχετίζει δύο αμοιβαία εξαρτώμενα μεγέθη που μέτρησε.

Ένας τρόπος για να πάρετε μια τέτοια εξίσωση είναι να σχεδιάσετε γραφικά τις διάφορες δυνάμεις μιας ποσότητας έναντι μιας άλλης, ελπίζοντας να λάβετε ένα γράφημα ευθείας γραμμής.

Η γενική εξίσωση μιας ευθείας είναι:

όπου x και y είναι σχετικές μεταβλητές, και a και b είναι σταθεροί αριθμοί. Αν το b είναι μηδέν, μια ευθεία διέρχεται από την αρχή.

Στο σχ. Τα σχήματα 3-3 δείχνουν διάφορους τρόπους γραφικής αναπαράστασης δεδομένων για την πίεση P και τον όγκο V, που δίνονται στον πίνακα. 3-1.

Οι γραφικές παραστάσεις των P έναντι 1/K και V έναντι 1/P είναι ευθείες γραμμές που διέρχονται από την αρχή.

Η γραφική παράσταση του log P έναντι του log V είναι επίσης μια ευθεία με αρνητική κλίση, της οποίας η εφαπτομένη γωνία είναι -1. Και τα τρία αυτά διαγράμματα οδηγούν στις ισοδύναμες εξισώσεις:

• P \u003d a / V (3-3a)
• V = a / P (3-3b)

• lg V \u003d lg a - lg P (3-3c)

Κάθε μία από αυτές τις εξισώσεις είναι μία από τις παραλλαγές Νόμος Boyle-Mariotte, η οποία συνήθως διατυπώνεται ως εξής: για δεδομένο αριθμό γραμμομορίων αερίου, η πίεσή του είναι ανάλογη του όγκου του, με την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία του αερίου παραμένει σταθερή.

Παρεμπιπτόντως, μάλλον αναρωτηθήκατε γιατί ο νόμος Boyle-Mariotte ονομάζεται διπλή ονομασία. Αυτό συνέβη επειδή αυτός ο νόμος, ανεξάρτητα από τον Robert Boyle, ο οποίος τον ανακάλυψε το 1662, ανακαλύφθηκε ξανά από τον Edme Mariotte το 1676. Αυτό είναι.

Όταν η σχέση μεταξύ δύο μετρούμενων μεγεθών είναι τόσο απλή όσο σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να καθοριστεί και αριθμητικά.

Εάν κάθε τιμή της πίεσης P πολλαπλασιαστεί με την αντίστοιχη τιμή του όγκου V, είναι εύκολο να επαληθευτεί ότι όλα τα προϊόντα για ένα δεδομένο δείγμα αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι περίπου τα ίδια (βλ. Πίνακα 3-1). Έτσι, μπορεί κανείς να το γράψει

Η εξίσωση (3-3g) περιγράφει την υπερβολική σχέση μεταξύ των τιμών των P και V (βλ. Εικ. 3-3, α). Για να ελέγξουμε ότι το γράφημα της εξάρτησης του P από το V με βάση πειραματικά δεδομένα αντιστοιχεί πραγματικά σε μια υπερβολή, θα κατασκευάσουμε ένα πρόσθετο γράφημα της εξάρτησης του γινομένου P V από το P και θα βεβαιωθούμε ότι είναι μια οριζόντια ευθεία γραμμή (βλ. Εικ. 3-3, ε).

Ο Boyle βρήκε ότι για μια δεδομένη ποσότητα οποιουδήποτε αερίου σε σταθερή θερμοκρασία, η σχέση μεταξύ πίεσης P και όγκου V περιγράφεται αρκετά ικανοποιητικά από τη σχέση

• P V = const (σε σταθερά T και n) (3-4)

Φόρμουλα από το νόμο Boyle-Mariotte

Για να συγκρίνετε τους όγκους και τις πιέσεις του ίδιου δείγματος αερίου υπό διαφορετικές συνθήκες (αλλά σε σταθερή θερμοκρασία), είναι βολικό να αναπαραστήσετε νόμος μποϋλ-μαριότστον ακόλουθο τύπο:

όπου οι δείκτες 1 και 2 αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικές συνθήκες.

Παράδειγμα 4 Οι πλαστικές σακούλες τροφίμων που παραδίδονται στο Οροπέδιο του Κολοράντο (βλ. Παράδειγμα 3) συχνά σκάνε επειδή ο αέρας σε αυτές διαστέλλεται καθώς ανεβαίνει από την επιφάνεια της θάλασσας σε ύψος 2500 m υπό συνθήκες μειωμένης ατμοσφαιρικής πίεσης.

Αν υποθέσουμε ότι υπάρχουν 100 cm3 αέρα μέσα στον ασκό σε ατμοσφαιρική πίεση που αντιστοιχεί στο επίπεδο της θάλασσας, τι όγκο θα πρέπει να καταλαμβάνει αυτός ο αέρας στην ίδια θερμοκρασία στο οροπέδιο του Κολοράντο; (Ας υποθέσουμε ότι οι συσσωρευμένοι σάκοι χρησιμοποιούνται για την παράδοση προϊόντων που δεν περιορίζουν τη διαστολή του αέρα· τα δεδομένα που λείπουν πρέπει να ληφθούν από το παράδειγμα 3.)

Λύση
Θα χρησιμοποιήσουμε το νόμο του Boyle με τη μορφή της εξίσωσης (3-5), όπου ο δείκτης 1 θα αναφέρεται σε συνθήκες στο επίπεδο της θάλασσας και ο δείκτης 2 σε συνθήκες σε υψόμετρο 2500 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Τότε θα πρέπει να υπολογιστούν P1 = 1.000 atm, V1 = 100 cm3, P2 = 0,750 atm και V2. Ετσι,