Лабораторная работа 3 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Для проверки закона Гей-Люссака нужно исследовать зависимость объёма газа от температуры при постоянном давлении.

В опыте используют стеклянную трубку длиной около 200 мм и диаметром 40–50 мм, помещённую в цилиндрический сосуд с горячей водой. В трубке находится столбик воздуха, отделённый от атмосферы каплей воды. При изменении температуры воды изменяется температура воздуха в трубке, а давление остаётся равным атмосферному.

Чтобы воздух в трубке успевал нагреваться до температуры воды, трубку выдерживают в горячей воде 3–5 минут. Затем её переносят в стакан с холодной водой и снова измеряют объём воздуха. Для постоянного давления выполняется соотношение

$$\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_1}{T_2}.$$

Измерения и вычисления:

Относительная погрешность измерения объёма:

$$\varepsilon_1=\frac{\Delta l}{l_1}+\frac{\Delta l}{l_2} =\frac{10}{600}+\frac{10}{540}\approx 0{,}036$$

$$\varepsilon_1\approx 3{,}6\%.$$

Относительная погрешность измерения температуры:

$$\varepsilon_2=\frac{\Delta t}{t_1}+\frac{\Delta t}{t_2} =\frac{1{,}5}{60}+\frac{1{,}5}{25}=0{,}085$$

$$\varepsilon_2\approx 8{,}5\%.$$

Следовательно, опыт подтверждает закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объём газа прямо пропорционален его абсолютной температуре.

Ответ: закон Гей-Люссака подтверждён; $$\frac{V_1}{V_2}=\frac{T_1}{T_2}$$.