[مهندسی/آزمایشگاه فیزیک 1/قانون بویل - ماریوت]

عنوان آزمایش :
قانون بویل - ماریوت
هدف آزمایش :
درستی رابطه ی مقدار ثابت P₁ V₁ = P₂ V₂ = P₃ V₃ = …..=
وسایل مورد نیاز :
· لوله U شکل حاوی جیوه
· متر
· تراز
تئوری آزمایش :
به نا به قانون بویل - ماریوت اگر دما ثابت باشد حجم معینی از گاز V به نسبت عکس فشار 1 / P تغییر می کند به عبارتی : V µ 1/P PV = cte = k
به بیان دیگر در دمای ثابت حاصل ضرب حجم جرم معینی از گاز V در فشار آن P مقداری صثابت k است به عبارتی اگر فشار و حجم گازی را در حالت اول P₁ و V₁ و در حالت دوم P₁ و V₂ نشان دهیم خواهیم داشت فشار P را می توان به شکل P = h + P_° نوشت که در آن H معرف فشار جو و P_° مقدار فشار اضافی است و علامت آن به نا به آنکه فشار گاز از فشار جو بیشتر یا کمتر باشد مثبت یا منفی باشد . اگر در رابطه PV = cte = k به جای P مقدار P = H + P_° را قرار دهیم خواهیم داشت :
(H + P_°)V = k H + P_° = k ´ (1 / V)
با فرض X = 1 / V رابطه فوق به این صورت در می آید :
H + P_° = k ´ X P_° =( k ´ X) - H
حال اگر در دمای ثابت ( دمای آزمایشگاه ) با تغییر حجم فشار گاز را اندازه بگیریم و منحنی تغییرات P_° را نسبت به 1 / V یا X رسم نماییم نقاط حاصل خط راستی را خواهند داد که امتداد آن محور فشار P_° را در نقطه ای دور از مبدا قطع خواهد کرد که بیانگر فشار جو می باشد .

شرح آزمایش :
دستگاه بویل - ماریوت از یک لوله U شکل که به طور قائم توسط یک لوله لاستیکی به مخزن متحرک جیوه متصل است تشکیل شده است . سر یکی از لوله ها باز و دیگری بسته است که گاز مورد نظر درون این لوله محبوس می باشد . با بالا و پایین بردن مخزن متحرک جیوه , حجم گاز محبوس در لوله کم و زیاد شده در نتیجه فشار گاز نیز زیاد و کم خواهد شد که با استفاده از خط کش مدرجی که میان دو لوله قرار دارد می توان ارتفاع ستون جیوه را در هر یک از دو لوله به دقت تعیین نمود چون سطح مقطع لوله دستگاه در همه نقاط یکسان است بنابرین تغییرات حجم همواره متناسب با تغییرات ارتفاع گاز متراکم خواهد بود : P₁ h₁ = P₂ h₂ P₁ V₁ S₁= P₂ V₂ S₂

توجه داشته باشید که فشار گاز محبوس شده P در هر بار آزمایش برابر فشار جو H به علا وه فشار مربوط به اختلاف ارتفاع ستون های جیوه P_° = h_­1 - h₂ در لوله خواهد بود . بنابرین بهتر است ففشار جو را بر حسب سانتی متر جیوه بیابیم تا برای محاسبه P نیازی به تبدیل واحد نباشد .
حال دو بار برای حالت پر فشار دو بار برای حالت کم فشار و یک بار برای هم فشار آزمایش را انجتم می دهیم . اگر ارتفاع مایه سطح بسته پایین باشد پر فشار و اگر از سطح مایه آزاد بالا باشد کم فشار است .

فرمت word
Pnu121.Persianblog.ir