Fysisk institutt og ILS, UiO, Andersen og Øgrim, 1999
Fysikkforsøk for videregående skoler

Del A: Varme
 
 

A07 Gasslovene

Jf:
Mer fysikk på roterommet
Antall molekyler i luft s 25
Veie luft s 25 
Adiabatisk fyrtøy, A16
Radiometer, A18
 
 
 
 
 

Utstyr:
Spesialapparat
Is eller snø
Lunka vann

 Vi behandler disse likningene for en idealgass:
pV/T = nR = konstant 
T = konst: pV = konst
V= konst: p/T = konst
p = konst: V/T = konst		 Tilstandslikningen
Konstant-temperaturloven
Konstant-volumloven
Konstant-trykkloven
  Apparatet kommer fra en læremiddelforretning. Det består av en plastsylinder som er lukket i den ene enden. Den andre enden er stengt med et skyvbart stempel slik at vi kan variere volumet av den innestengte gassen. I den stengte enden er det en måler som viser trykket i kPa, kilopascal, og et termometer. Termometeret har en sonde som stikker et stykke inn i røret. Sylinderen er omgitt av et kar som vi kan fylle med kaldt eller varmt vann. Sånn kan vi variere temperaturen i gassen. Av hensyn til plasten i karet kan vi neppe gå over ca 60 oC. I enden av plastrøret, ved trykkmåleren, er det en skrue så vi kan slippe luft ut eller inn av sylinderen. 

Sylinderen er inndelt i like store volum med 10 streker. Vi kaller volumet mellom to streker en volumenhet, e. Men vi kan ikke uten videre måle volumet nøyaktig, fordi det er noe luft inne i selve trykkmåleren. Hele volumet kaller vi V. Volumet inne i trykkmåleren er Vi, med indeks i for i måleren. Det volumet vi ser i plastsylinderen i Vs, s for sylinder. Hele volumet er V = Vs + Vi

Vi foretok tre sett målinger, der vi i hvert tilfelle holdt temperaturen konstant; ett ved 292 K, ett ved 276 K og ett ved 318 K. Ved hjelp av disse målingene kan vi kontrollere de tre konstant-lovene.
 

Finn Vi


 


 Først satte vi stemplet på delstrek 8. Da er volumet av luft i beholderen 
V = 8 e + Vi. Så stengte vi luftskruen, sånn at vi nå hele tiden har den samme luftmengden. Når vi avleser trykket ved ulike volum, bør det foregå langsomt, slik at det ikke blir noen temperaturforskjeller i lufta.

 
  V/e
10
9
8
7
6
5
4
3
  p/kPa
88
94
105
116
132
155
186
238

 
  For å finne volumet Vi valgte vi to av disse tilstandene:
Vs = 8 e, p = 105 kPa og 
Vs' = 4 e, p' = 186 kPa. 

Hvis vi så går ut fra at konstanttemperaturloven gjelder, får vi
pV = p'V' ? 105• (8 e + Vi) = 186• (4 e + Vi) ? 

Vi = 1,2 e.
 

Konstant-temperaturloven

Denne målingen er nokså usikker, men vi bruker denne verdien i resten av forsøket. Hele volumet er altså V = Vs + 1,2 e. Vi setter inn dette og får en ny tabell istedenfor den vi har over. Dessuten regnet vi ut produktet av trykk og volum. Resultatene ser vi i kolonne tre i tabellen, og vi er fornøyd med verdiene.

 
 T = 292 K V/e
11,2
10,2
9,2
8,2
7,2
6,2
5,2
4,2
p/kPa
88
94
105
116
132
155
186
238
{pV}
986
959
966
951
958
961
967
966

 
  Så foretok vi enda to sett målinger med den samme luftmengden i røret, men ved to andre temperaturer, og resultatene står i tabellene til høyre.

 
 T = 276 K V/e
11,2
10,2
9,2
8,2
7,2
6,2
5,2
4,2
p/kPa
82
90
98
108
122
144
174
220

 
 T = 318 K V/e
11,2
10,2
9,2
8,2
7,2
6,2
5,2
4,2
p/kPa
92
101
111
121
141
162
196
244

 
  Resultatene er også tegnet inn i diagrammet. De tre hyperbelgreinene er isotermer, altså 
T = konstant-kurve.

Konstant-volumloven 

Vi velger en linje vinkelrett på volumaksen. Langs den er volumet konstant. Vi valgte en linje med

V = 7,2 e og tok ut verdier for temperatur og trykk der linjen skar de tre isotermene: 

 
 
T/K
276
292
318
p/kPa
122
132
144
{p/T}
0,44
0,45
0,45

 
  Volumloven gjelder altså sånn omtrent.
 


Konstant-trykkloven


 


Så valgte vi å holde trykket konstant på 105 kPa, og avleste verdier på de tre isotermene: 

 
  T/K
276
292
318
  V/e
8,5
9,2
9,8
  {V/T}
0,032
0,032
0,032

 
  Og dette er heller ikke så verst.

 
 Neste forsøk
Tilbake til innholdsfortegnelser
A08
Del A
3. avdeling
Indeks