Адиабатическое расширение и
сжатие газа
Цель работы: показать, как изменяется внутренняя
энергия тела (в данном случае газа), когда над ним совершают
работу и когда оно само совершает работу.
Оборудование и материалы: компьютерный измерительный
блок, датчик температуры (О- 120С) с резиновой пробкой, шприц
объемом 50 мл, пробирка с отводом.
В настоящем эксперименте отрабатывается элемент учебной
программы «Способы изменения внутренней энергии тела при
совершении работы.
В качестве исследуемого объекта в данном случае рассматривается
воздух в сосуде. О величине внутренней энергии газа мы будем
судить, измеряя его температуру с помощью датчика.
В первой части опыта мы подтвердим уже известный результат: при
совершении работы над телом (сжатии газа) внутренняя энергия его
увеличивается, во второй части опыта, когда газ расширяется, мы
должны зарегистрировать уменьшение температуры, что будет
соответствовать уменьшению внутренней энергии газа.
Порядок выполнения
эксперимента.
Соберите лабораторную установку (рис.6Л). Для получения
заметного изменения температуры рекомендуется использовать сосуд
минимального объема, например, пробирку с отводом. Возьмите
датчик температуры с насажанной на него резиновой пробкой.
Вставьте чувствительный элемент в горловину пробирки с отводом,
так, чтобы пробка полностью перекрыла отверстие. Датчик
температуры следует подключить к первому разъему измерительного
блока.
Перед проведением опыта войдите в экран «Настройка оборудования»
и введите значение комнатной температуры.
Датчик температуры закрепляется в резиновой пробке так, чтобы
чувствительный элемент располагался в центре сосуда.
Резко надавите на поршень шприца и не отпускайте его. На экране
наблюдается повышение температуры в сосуде (область 11,
рис.6.2), что свидетельствует об увеличении внутренней энергии
газа. Через несколько секунд, когда температура газа за счет
остывания вновь сравняется с окружающей температурой, следует
отпустить поршень или даже вытянуть его принудительно таким
образом сбросить давление в сосуде. На экране должно
отобразиться резкое уменьшение температуры за счет уменьшения
внутренней энергии, часть которой пошла на совершение работы.
После этого следует остановить режим записи результатов и
акцентировать внимание учащихся на полученной кривой.
Необходимо подробно разобрать каждую область кривой и обсудить
совокупность процессов, определяющих изменение температуры газа
в сосуде.

|