Aaărat pentru studiul legilor gazelor

Scopul acestui referat este de a prezenta aparatul de masurat legile gazelor.

Aparatul este destinat activitatilor de laborator pentru realizarea lucrarilor experimentale in domeniul fizicii moleculare din licee si universitati.

Principalele experiente care se pot efectua cu acest aparat, precum si preciziile corespunzatoare, sunt:

1. Verificarea legii lui Boyle-Mariotte ( 1% )

2. Verificarea legii transformarii gazului ideal la volum constant ( 1% )

3. Verificarea legii transformarii gazului ideal la presiune constanta ( 1% )

4. Verificarea legii generale de transformare a gazului ideal ( 1% )

5. Determinarea experimentala a punctului de “0” a scarii Kelvin ( 5% )

6. masurarea presiunii atmosferice ( 1% )

Caracteristici constructive si functionale. Utilizare

Principalele elemente componente sunt:

1. Corp de distributie central

2. Piston de culisare cu piulita

3. Vas rezervor de gaz

4. Piulita de strangere a garniturii de etansare a pistonului

5. Surub de strangere a piulitei 4

6. Corp cilindric de legatura cu manometrul de masurare a presiunii gazului

7. Limitator de cursa a pistonului 2

8. Surub de egalizare a presiunii gazului cu presiunea atmosferica

9. Vas pentru incalzirea rezervorului 3

10. Suport de sprijin pentru vasul 9

11. Masa de laborator

12. Cadrul support de sustinere a intregului dispozitiv

13. Manometrul U de masurare a presiunii gazului din dispozitiv

14. Rigla de masurare a pozitiei nivelului de mercur din tubul manometric 13

15. Suport de prindere de masa de laborator a intregului dispozitiv

16. Surub de prindere a suportului 15

17. Garnitura etansare rezervor

18. Garnitura etansare piston

19. Garnitura de etansare a cilindrului de legatura 6 de manometrul 13

20. Garnitura de etansare a cilindrului 6

21. Garnitura de etansare a butonului de egalizare 8

22. Piesa de fixare a cilindrului de legatura 6 de cadrul de support de sustinere 12

23. Suruburi de fixare a piesei 22

Dispozitivul functioneaza in urmatorul fel: o cantitate de gaz este introdusa prin intermediul butonului egalizator 8 in intregul diapozitiv. Dupa inchiderea butonului egalizator 8, cantitatea de gaz astfel separata este in legatura cu presiunea atmosferica prin intermediul cilindrului de legatura 6 si manometrului U. Volumul gazului poate fi usor modificat prin deplasarea pistonului 2 in interiorul diapozitivului : pozitia acestuia este citita pe rigla tijei suport 7 , iar presiunea din interiorul gazului este o presiune atmosferica la care se adauga sau se scade presiunea masurata cu tubul manometric U. Dat fiind faptul ca diametrul pistonului este de 11,29 mm , o deplasare a acestuia cu 1 mm corespunde la o variatie de volum egala cu 100 m . In consecinta, cunoscand volumul initial, care este de 48.000 m , si cu cat s-a deplasat pistonul fata de pozitia initiala, putem stii in orice moment volumul gazului.

Observatie: In toate experientele cu acest diapozitiv trebuie cunoscuta si presiunea atmosferica.

La studierea transformarii gazului la volum constant, se mentine pozitia pistonului, fie la o valoare initiala de 48.000 m , fie la o valoare dorita prin modificarea pozitiei acestuia. In urma incalzirii gazului, se modifica presiunea care se citeste pe tubul manometric U.

La studierea transormarii gazului la o presiune constanta, se incalzeste rezervorul de gaz 3, iar pentru a mentine constanta presiunea se modifica volumul gazului prin deplasarea pistonului.

Montarea dispozitivului

Dispozitivul este montat la producator si este livrat beneficiarilor, in functie de conditiile de transport, in doua variante. In aceasta varianta, mercurul de umplere a tubului manometric este livrat separat de dispozitiv intr-un vas de sticla. In acest caz, beneficiarul va introduce mercurul in tubul capilar. In acest scop, se va demonta tubul capilar prin desfacerea suruburilor 23 de prindere a piesei 22. Tubul capilar in forma de U se scoate, prin tragere, cu atentie, din cilindrul de legatura 6.

Mercurul este livrat de catre producator intr-un mic vas separate. In scopul introducerii mercurului in tubul capilar se procedeaza in felul urmator:

-se confectioneaza o mica palnie dintr-o foaie de hartie care apoi se introduce in capatul mai scurt al tubului capilar;atat palnia cat si tubul sunt tinute in mana stanga;

-se introduce o sarma nichelata sau de fier curate prin palnie in tubul capilar (o astfel de sarma este livrata o data cu aparatul);

-se toarna mercur in cantitati mici si se deplaseaza sarma pentru a permite mercurului sa intre in tubul capilar; pe durata acestei operatiuni se mentine astupat celalalt capat al tubului;

-cantitatea de mercur introdusa nu trebuie sa depaseasca jumatate din inaltimea tubului capilar mai scurt;

-pentru eliminarea golurilor de aer din interiorul tubului capilar se loveste acesta usor cu degetul;

-pentru a evita ca eventuale cantitati de mercur sa cada pe jos in laborator, este indicat ca aceasta operatie sa fie facuta deasupra unui vas de dimensiuni adecvate in care se afla apa;

-in final, se introduce tubul capilar in cilindrul de legatura 6 prin garniture de legatura 20 a acestuia, dupa care se strang usor, cu o cheie de 8, suruburile 23;

Dupa incheierea acestei operatii, se coboara pistonul la limita inferioara, deci la valoarea initiala a volumului de gaz, apoi se inchide butonul 8 de egalizare a presiunilor intre aparat si atmosfera.

In varianta a doua, cand mercurul este deja introdus in tubul capilar, beneficiarul va scoate cu grija intregul dispozitiv din ambalajul de livrare, mentinand dispozitivul pe vertical, si il va monta pe o masa de laborator prin intermediul suportului de prindere 15.

Pentru a verifica aparatul din punct de vedere al etanseitatii se deplaseaza pistonul la o anumita pozitie, dupa care se urmareste nivelul mercurului care trebuie sa se pastreze constant; in caz contrar se strang pe rand garniturile de etansare 17-21, conform fig.1 din prezenta instructiune.

Observatie: La inceputul fiecarei experiente, daca nu exista o alta indicatie, se recomanda ca pistonul sa fie in pozitia initiala cea mai de jos, unde valoarea volumului initial este cunoscuta, V= 48000 mm3.Tragerea pistonului in sus, deci marirea volumului gazului, este limitata de limitatorul de cursa 7. Aceasta operatie este interzis a fi facuta fara acest limitator de cursa; in caz contrar, exista riscul de introducere a mercurului in dispozitiv.