SU847341A1

SU847341A1 - Учебный прибор по физике дл демон-СТРАции гАзОВыХ зАКОНОВ

Info

Publication number: SU847341A1
Application number: SU792806417A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Енуков; Александр Павлович Попов
Original assignee: Волгоградский Политехническийинститут
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1981-07-15

Description

Изобретение относится к учебным приборам* по физике и может быть использовано для проведения демонстрационных опытов при изучении свойств газов.·

Известен учебный прибор, содержащий основание с закрепленной на ней прозрач- $ ной трубкой и средство создания давления [1].

Недостатком этого устройства является то, что средство для создания давления выполнено в виде насоса с манометром, что значительно усложняет конструкцию при- ю бора и снижает надежность.

Цель изобретения — упрощение конструкции прибора.

Указанная- цель достигается тем, что средство для создания давления выполнено в виде магнитной пары, которая состоит из 15 столбика ферромагнитной жидкости, распо₇ложенной в верхней части трубки,и плоских кольцевых магнитов, размещенных коаксиально трубке.

На чертеже представлена принципиальная схема прибора. ²⁰

На основании 1 прибора установлена прозрачная трубка 2, внутри которой на2 ходится столбик 3 ферромагнитной жидкости. Снаружи расположены кольцевые магниты 4.

Прибор работает следующим образом.

Столбик 3 ферромагнитной жидкости, размещенный в верхней части трубки 2, образует в трубке 2 некоторый объем газа. Затем на трубку 2 надевают коаксиально кольцевые магниты 4. Сила магнитного воздействия, приложенная к столбику 3, приводит к сжатию воздуха в трубке 2 и удерживает магниты 4 от падения. Следовательно, сила давления на воздух равна весу магнитов 4, если трубка 2 расположена вертикально.

Таким образом, значение давления на воздух в трубке 2 можно задавать, меняя число магнитов. Возникающие при этом изменения объема воздуха наглядно фиксируются по положению нижнего конца столбика 3, что демонстрирует газовые законы.

Если температура трубки 2 не меняется, то увеличение веса магнитов 4 вызывает пропорциональное уменьшение объема воздуха. Это соответствует закону Бойля-Мари отта, по которому давление и объем газа при постоянной температуре связаны формулой.

PV = const, где Р — давление; ⁵

V — объем.

Если вес магнитов 4 оставить постоянным, а трубку 2 нагреть, то наблюдается увеличение объема в определенной пропорции, демонстрирующий закон Гей-Люссака, ₁₀ где P_t— давление нагретого газа;

Р_о — давление газа при 0°С.

Эффективность использования прибора в учебном процессе заключается в простоте конструкции средства для создания давления. При этом обеспечивается необходимая для учебных целей простота и наглядность создания и измерения давления.

Claims

(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ Изобретение относитс к учебным приборам по физике и может быть использовано дл проведени демонстрационных опытов при изучении свойств газов.Известен учебный прибор, содержащий основание с закрепленной на ней прозрачной трубкой и средство создани давлени 1. Недостатком этого устройства вл етс то, что средство дл создани давлени выполнено в виде насоса с манометром, что значительно усложн ет конструкцию прибора и снижает надежность. Цель изобретени - упрощение конструкции прибора. Указанна - цель достигаетс тем, что сред ство дл создани давлени выполнено в виде магнитной пары, котора состоит из столбика ферромагнитной жидкости, расположенной в верхней части трубки, и плоских кольцевых магнитов, размещенных коаксиально трубке. На чертеже представлена принципиальна схема прибора. На основании 1 прибора установлена прозрачна трубка 2, внутри которой находитс столбик 3 ферромагнитной жидкости . Снаружи расположены кольцевые магниты 4. Прибор работает следующим образом. Столбик 3 ферромагнитной жидкости, размещенный в верхней части трубки 2, образует в трубке 2 некоторый объем газа. Затем на трубку 2 надевают коаксиально кольцевые магниты 4. Сила магнитного воздействи , приложенна к столбику 3, приводит к сжатию воздуха в трубке 2 и удерживает магниты 4 от падени . Следовате.тьно , сила давлени на воздух равна весу магнитов 4, если трубка 2 расположена вертикально . Таким образом, значение давлени на воздух в трубке 2 можно задавать, мен число магнитов. Возникающие при этом изменени объема воздуха нагл дно фиксируютс по положению нижнего конца столбика 3, что демонстрирует газовые законы. Если температура трубки 2 не мен етс , то увеличение веса магнитов 4 вызывает пропорциональное уменьшение объема воздуха . Это соответствует закону Бойл -Мариотта , по которому давление и объем газа при посто нной температуре св заны формулой. PV const, где Р - давление; V - объем. Если вес магнитов 4 оставить посто нным , а трубку 2 нагреть, то наблюдаетс увеличение объема в определенной пропорции , демонстрирующи.й закон Гей-Люссака, при посто нном давлении V Vo(l +c.-t). гдеУ - объем нагретого газа; VQ - объем газа при 0°С; 1 - температура нагрева, °С; (А -посто нный коэффициент. Если после нагрева трубки 2 вес магнитов 4 подобрать так, чтобы столбик 3 вернулс на прежнее место, то окажетс , что дл этого необходимо большее количество магнитов 4, причем в отпошении, демонстриpyroniCM закон Парл i - Ро{1 +o.t), где P.J- давление нагретого газа; РО - давление газа при 0°С. Эффективность использовани прибора в учебном процессе заключаетс в простоте конструкции средства дл создани давлени . При этом обеспечиваетс необходима дл учебных целей простота и нагл дность создани и измерени давлени . Формула изобретени Учебный прибор по физике дл демонстрации газовых законов, содержащий основание с закрепленной на нем прозрачной трубкой и средство дл создани давлени , отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, средство дл создани давлени выполнено в виде магнитной пары, котора состоит из столбика ферромагнитной жидкости, расположенной в верхней части трубки, и плоских кольцевых магнитов, размещенных коаксиально трубке. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 110402, кл. G 09 В 23/16, 1958.