Файл: Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 143
Скачиваний: 4
138 |
Жидкости и газы |
12. Закон Паскаля для газов
Так как закон Паскаля применим и к газам, то к га зам применимы и все указанные выше следствия из этого закона, в частности закон Архимеда.
13. Давление атмосферы
Окружающая Землю воздушная оболочка
(атмосфера) благодаря |
своему |
весу |
давит |
|
на тело по |
закону Паскаля со |
всех |
сторон |
|
одинаково. |
Величина |
давления |
атмосферы |
|
с высотой уменьшается. |
Давление атмосферы |
|||
на уровне моря называется нормальньш, если оно уравновешивает вертикальный столб рту ти высотой в 76 с.и.
Если удельный вес ртути d = 13,6 Г/см3, то величина нормального давления
р — 13,6 Г/см3 -76 см = 1033 Г/см2
или
р = 1,033 кГ/см2.
Полученную величину называют нормальной атмосферой.
14. Барометр
Атмосферное давление измеряется барометром. Про стейшая схема ртутного барометра изображена на рис. 61.
15. Закон Бойля — Мариотта
Газы подчиняются следующему закону Бойля—Ма риотта-. «объем, занимаемый одной и той же массой газа
Теплота |
139 |
при неизменной температуре, обратно пропорционален дав лению, под которым газ находится»:
Vi ■Щ — Рг : Pi, |
(6) |
или: «для данного количества, газа при одной и той же температуре произведения их объемов газа на соответствую щие нм давления будут равны между собой, т. е. эти про изведения дадут постоянную (одну и ту же) величину»:
ViPx = |
v2p2 = |
const, |
|
|
|
|
(6а) |
||
где Vi и Vo — объемы газа, а рг |
и |
р2— соответствующие |
|||||||
им давления. Так как |
объемы |
ог и v2 |
одной и той же |
||||||
массы газа при неизменной температуре |
обратно |
пропор |
|||||||
циональны удельным весам газа |
<4 |
и d2> |
т. е. Vi |
: и2 = |
|||||
= <4 : db то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pi ' Р\ = |
|
: dx, |
|
|
|
|
(7) |
||
т. е. удельные веса одного и того же |
газа |
при |
одной и |
||||||
той же температуре, но* |
при |
различных |
давлениях |
про |
|||||
порциональны давлениям. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III.ТЕПЛОТА
16.Измерение температуры
Для измерения степени нагретости тела (или иначе, тем пературы тела) в подавляющем большинстве стран при нят термометр со шкалой Цельсия (С). Постоянными точ-
н о |
|
|
|
|
|
|
Теплота |
|
|
|
|
|
нами этой шкалы являются: точка |
таяния |
Льда — обозна |
||||||||||
чена |
0° — и |
точка |
|
|
|
|
|
|
||||
кипения |
воды |
при |
С |
|
F |
|
|
|
||||
нормальном |
|
давле |
|
|
Точка кипения |
|||||||
нии |
— обозначена |
- у 1 0 0 |
т |
212 |
||||||||
100°. |
В |
Англин |
и |
■■90 |
|
200 |
|
Воды |
||||
в Америке |
принята |
■■ВО |
|
|
|
|
||||||
шкала Фаренгейта |
|
|
|
|
||||||||
■70 |
|
|
|
|
||||||||
(F): |
точка |
|
таяния |
--150 |
|
|
||||||
льда |
|
обозначена |
■60 |
|
|
|
|
|||||
цифрой |
32°, |
точка |
--5 0 |
|
|
|
|
|||||
кипения |
воды |
циф |
|
|
|
|
||||||
■■АО |
--/00 |
|
|
|||||||||
рой |
212°. |
|
Шкала |
|
|
|||||||
между точками |
|
та |
■■30 |
|
|
|
|
|||||
яния |
льда |
и |
кипе |
■ |
20 |
|
|
|
|
|||
ния |
воды |
у |
Цель |
|
10 |
Л 50 |
|
|
||||
сия |
разделена |
|
на |
■■ |
|
|
||||||
|
--3 2 |
Точка таяния |
||||||||||
100 |
равных |
|
ча |
- - |
О |
|||||||
стей — градусов, |
у |
|
|
|
|
|
льда |
|||||
Фаренгейта на 212— |
|
|
■ О |
|
|
|||||||
—32=180 частей '). |
|
|
|
Рис. |
62. |
|
||||||
Градусы Цельсия и |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Фаренгейта |
|
пере |
|
|
|
|
|
|
||||
водятся |
друг |
в друга по следующим формулам: |
||||||||||
|
|
|
|
|
/° Цельсия ;- |
( х ' |
+ |
32) ’ |
(8) |
|||
') Реже встречается шкала Реомюра (R), в которой точка тая ния льда обозначена через 0°, но промежуток между точками таяния льда и кипения воды разделен на 80°.
Реомюра = - j - t°C = ^- j- / + 32 jj Р.
|
Теплота |
141 |
|
и |
5 |
|
|
t° |
(8а) |
||
Фаренгейта = (t — 32) -g - СС- |
|||
Сравнительные |
шкалы обеих систем изображены |
на |
|
рис. 62. |
|
|
17. Линейное расширение при нагревании
Коэффициент линейного. расширения (а) какого-либо вещества определяет, на какую долю увеличивается еди ница длины этого вещества, если его нагревать на один градус С. Поэтому полное удлинение k стержня, нагретого на t°, выразится формулой k — a[0t, а вся длина стержня:
/ = /„ (1 + at), |
(9) |
где 10— начальная длина стержня.
18. Объемное расширение при нагревании
Прирост единицыаобъема вещества, •- когда оно нагре вается на один градус С, называется объемным (или ку бическим) коэффициентом расширения ((3). Формула, вы ражающая объем v какого-либо тела, нагретого на t°,
•имеет вид:
v — v o (1 + -Р0>
где v0 — начальный объем тела. |
вещества в три |
Коэффициент {3 объемного расширения |
|
раза больше коэффициента линейного расширения: |
|
Р = 3а. |
(И) |
142 |
Теплота |
При определении расширения жидкостей и газов при нимают во внимание только объемный коэффициент.
19. Таблицы коэффициентов расширения
а) К о э ф ф и ц и е н т ы р а с ш и р е н и я т в е р д ы х в е щ е с т в ( б о л ь ш е ю ч а с т ь ю м е ж д у
|
т е м п е р а т у р а м и 0° и |
100°) |
|
||
|
|
|
Коэффициент |
Коэффициент |
|
|
Вещество |
|
линейного |
|
объемного |
|
|
расширения |
расширения |
||
|
|
|
{«> |
|
Ф) |
А л ю м и н и и .............................. |
• |
0,0000238 |
• |
0,0000714 |
|
Бронза |
................. ................... |
- |
0,0000175 |
0,0000525* |
|
Железо |
литое...................................... |
|
0.0000120 |
|
0,0000360 |
,, |
|
|
|||
Золото |
..........................................) |
|
0,0000142 |
|
0,0000426 |
Инвар * |
|
0,0000015 |
|
0,0000045 |
|
Л а т у н ь ...................... |
|
0,0000184 |
|
0,0000552 |
|
М е д ь ............................................. |
|
. . |
0.0000165 |
|
0,0000495 |
Н икель............................ . |
0,0000128 |
|
0.0000384 |
||
О л о в о |
................... |
|
0.0С1Ш267 |
|
0,0000801 |
П л а т и н а ...................................... |
|
0,0000090 |
|
0,0000270 |
|
Свинец |
.......................................... |
|
0,0000292 |
|
0,0000876 |
Серебро |
..................................... |
|
0,0000197 |
|
0,0000591 |
С таль...................... |
различных сортов |
. |
0,000011 |
|
0,000033 |
Стекло |
от 0,000004 |
|
от 0,000012 |
||
Ф арфор |
|
до 0,00001 |
|
до 0,00003 |
|
|
0,000003 |
|
0,000009 |
||
Цемент |
. . . . . . . . . . . |
. |
0,000014 |
|
0,000042 |
Ц инк.............................................. |
|
|
0,0000286 |
|
0,0000858 |
Чугун |
......................................... |
|
0,0000104 |
|
0,0000312 |
') Никелевая сталь, содержащая 36,1К никеля, 0,39% углерода, 0,39% марганца. Замечательна среди металлов малостью коэффици ента расширения.
Теплота |
143 |
б) К о э ф ф и ц и е н т ы р а с ш и р е н и я ж и д к о с т е й ( б о л ь ш е й ч а с т ь ю п р и о б ы к н о в е н н о й
т е м п е р а т у р е )
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
||
|
|
|
|
Вещество |
|
объемного |
|
|
|||
|
|
|
|
|
расширения |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
(Р> |
|
|
|
|
|
|
|
Керосин |
........................... |
|
0,0010 |
|
|
|
||
|
|
|
Ртуть ..................................... |
|
|
0.000182 |
|
|
|||
|
|
|
Серндя кислота ................... |
|
0.00056 |
|
|
|
|||
|
|
|
С п и р т .............................. ... |
|
|
О.ООПО |
|
|
|
||
|
|
|
Э ф ир.................................. |
|
|
0.00166 |
|
|
|
||
|
|
|
|
20. Закон Гей-Люссака |
|
|
|
|
|||
и |
Все |
газы |
имеют |
при |
постоянном |
давлении |
один |
||||
тот |
же |
|
коэффициент |
расширения:' |
при |
нагревании |
|||||
на |
1°С газы |
расширяются при |
неизменном |
давлении |
при- |
||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
занимали |
при |
|
мерно на gyg аасть того объема, какой они |
|||||||||||
0°С (закон |
Гей-Люссака)-. |
|
|
|
|
|
(12) |
||||
|
|
|
|
01 “Ч1 |
|
|
|
|
|||
где vt — объем газа |
при |
температуре |
(L°C, |
v0 — объем |
|||||||
при 0°С, |
t\ |
— температура, |
до |
которой нагрет |
газ. |
|
|||||
21. Зависимость давления от температуры
Если газ нагревать в закрытом сосуде, т. е. при неизменном объеме, то давление газа увеличивается при
мерно также на gyg долю того давления, какое имел бы
