Описание установки и методика измерений

рис.1

Общий вид установки показан на рис. 1. Она состоит из вакуумного насоса 2, съемной колбы 1 с краном 4, манометра (вакуумметра) 3, подставки 5, резиновой трубки 6.

На рис.2 показано внутреннее устройство стрелочного деформационного вакуумметра, измеряющего давление в установке. Ниппель A, присоединяющий вакуумметр к установке, соединен с пружинной полой трубкой B овального сечения. При удалении из нее воздуха трубка сжимается атмосферным давлением, ее запаянный конец смещается. При этом механизм из рычажка и шестеренки приводит во вращение стрелку – указатель.

рис.2

До откачки воздуха стрелка прибора должна была быть установлена на нуль. Нуль прибора соответствует внешнему давлению p = . Давление вышеприбор не регистрирует, т. е. при откачке воздуха из колбы, к которой присоединен вакуумметр, полая трубкаB начинает перемещаться от нулевого деления, когда давление в сосуде становится ниже . Если γ – цена деления прибора, то перемещение стрелки на одно деление означает, что давлениеp в откачанном сосуде равно разности .– γ Па, при отклонении стрелки наn делений:

(10)

Таким образом, γ определяет убыль давления p₂. Измеряют температуру по термометру, считая ее равной комнатной. По известному объему V₁ колбы с воздухом по соотношениям (6) и (9) находят D и R. Пользуясь описываемой установкой, определяют изменения массы m₁-m₂, дважды взвесив сосуд с воздухом до и после откачки. Находят по манометру на установке убыль давления p₂.

Порядок выполнения работы

1. Внимательно ознакомиться со всеми деталями установки.

2. Осторожно обращаться со стеклянной колбой, чтобы ее не разбить, особенно при взвешивании. (Колбу из чехла не доставать)

3. Если стрелка вакуумметра не стоит на нуле, надо обратиться к лаборанту.

4. Аккуратно отсоединяют резиновую трубку 6 от колбы 1, колбу снимают с подставки 5. На аналитических весах определяют суммарную массу m₁ (колбы и воздуха в ней до откачки). Взвешивание производят 2 раза. Записывают результат в таблицу.

5. Колбу 1 закрепляют на подставке 5 и соединяют резиновой трубкой 6 с манометром 3. Насосом 2 откачивают воздух из колбы примерно до 60 делений. Когда давление в колбе установится, т. е. прекратится колебание стрелки манометра, то определяют p₂. Записывают результаты в таблицу.

6. Закрывают кран 4 (или используют медицинский зажим). Отсоединяют колбу от трубки 6 и при закрытом кране на аналитических весах определяют суммарную массу m₂ (колбы и содержащегося в ней воздуха). Результат записывают в таблицу.

7. Пункты (5) и (6) повторяют 9 раз.

8. Определяют температуру T (комнатную).

9. По формулам (6) и (9) вычисляют D и R, M – берется из справочника (29·10^-3 кг/моль). V₁ – написано на приборе.

10. Определить средние значения <D> и <R>.

11. Вычислить погрешности косвенных измерений,

;

,

где Δm, Δp₂, ΔT – приборная погрешность выбирается как половина цены деления прибора измеряющего данную физическую величину.

m=m₁–m₂ – масса выкачанного воздуха.

12. Вычислить относительную погрешность.

13. Результаты измерений R и D записать в виде:

14. Результаты измерений занести в таблицу:

№ n/n	m1, кг	m2, кг	m1-m2, кг	p2, 105 Па	T, K	D=<D>ΔD, кг/м3	R=<R>ΔR, Дж/моль·К
1
2
3
4
5
6
7
8
9