Опис приладу та методу вимірювання

Прилад для визначення газової столої (рис.10.1) складається з посудини А з повітрям, з'єднаної з рідинним манометром М для вимірювання тиску повітря в посудині.

Зміну тиску газу в посудині визначають за різницею рівнів рідини в манометрі (1 мм вод. ст. відповідає 0,0735 мм рт ст. або 981 Н/м²).

Рис. 10.1

Температуру газу в посудині вимірюють тер­мометром Т. Нагрівають повітря в посудині за допомогою нагрівального еле­мента N. Кран К служить для з'єднання посудини А з атмосферою. Зміну об'єму повітря Δ V у результаті нагрівання можна визначити за формулою

, (10.3)

де h – різниця рівнів води в манометрі; S – площа поперечного перерізу трубки манометра (для даного приладу S = 1,538·10^{-4 м2}).

Масу повітря в посудині, визначають за об'єднаним законом газових станів:

, (10.4)

де P₀, V₀, T₀ – параметри повітря за нормальних умов експерименту (P₀ = 1 атм =1,0·10⁵ Н/м², V₀ = 1 моль, T₀ = 273° К); P,V,T – параметри повітря за почат­кових умов експерименту.

Якщо замість V₀ взяти його значення з формули густини за нормальних умов, тобто ρ = m/V₀, то рівняння (10.4) буде мати такий ви­гляд:

. (10.5)

Розв’язуючи його відносно m, будемо мати

(для повітря ρ = 1,29 кг/м³).

Під час нагрівання повітря набуватиме послідовних станів із такими параметрами:

I стан: P₁ = H + h₁; V₁ = V + Δ V₁; T₁ = 273° + t₁°;

II стан: P₂ = H + h₂; V₂ = V + Δ V₂; T₂ = 273° + t₂°;

III стан: P₃ = H + h₃; V₃ = V + Δ V₃; T₃ = 273° + t₃°,

де Н – початковий стан повітря, який дорівнює атмосферному (визначають за барометром); h₁, h₂, h₃ – додатковий стан повітря, який визначають за манометром;

V – початковий об’єм повітря в посудині (для даного приладу V = 1,0457·10^{-3 м3}); Δ V₁, Δ V₂, Δ V₃ – зміна об'єму повітря в процесі нагрівання; t₁, t₂, t₃ – температура повітря в трьох послідовних станах (⁰С).