Experimente mit elektrisch beheizten Idealgas-Zustandsgleichungen

Übersicht der Experimente

Die Zustandsgleichung des idealen Gases, auch bekannt als das Gesetz des idealen Gases oder das Gesetz des universellen Gases, ist eine Zustandsgleichung, die den Druck, das Volumen, die Menge des Stoffes und die Temperatur des idealen Gases im Gleichgewichtszustand beschreibt. Es basiert auf empirischen Gesetzen wie dem Boyle-Malliot-Gesetz, dem Charlies-Gesetz und dem Guy Lussac-Gesetz. Dieses Experiment bestätigt das Gesetz des idealen Gases durch die Messung des Drucks p, des Volumens V und der Temperatur T einer bestimmten Masse von Gas, das in einem transparenten Wärmerohr versiegelt ist. Die experimentelle Einrichtung ändert das Volumen des Gases, indem sie die große Mutter dreht, um die Bewegung des Kolbens zu antreiben. Die Temperatur des Gases wird durch eine gleichmäßige Erwärmung von transparenten elektrischen Wärmerohren verändert, das Gas im Rohr kann über ein Rohr mit der Außenluft oder einem Drucksensor verbunden werden, und die Gastemperatur im Rohr wird durch einen eingebauten Temperatursensor gemessen.

Dieses Experiment umfasst die Definition von Idealgas, drei Grundgesetze, PID-Temperatur, Temperaturmessung, Luftdruckmessung, Volumenmessung usw. Durch das Experiment können die Schüler ein tiefes Verständnis der Beziehung zwischen Temperatur, Druck und Volumen entwickeln, die Fähigkeit zur Schätzung von Fehlern in der thermodynamischen Messung und zur Ursachenanalyse.

Experimentelle Inhalte

• Die Untersuchung des Verhältnisses zwischen Druck und Volumen eines bestimmten Massengases unter isothermen Bedingungen bestätigt das Boyler-Malliott-Gesetz.
  

• Die Studie des Verhältnisses zwischen Temperatur und Druck eines bestimmten Massengases unter äquivalenten Bedingungen bestätigt Charlies Gesetz.

• Die Untersuchung des Verhältnisses zwischen Temperatur und Volumen eines bestimmten Massengases unter isodrücken Bedingungen bestätigt das Gesetz von Guy Lussac.

• Messung der Menge an Dichtgasmaterial und Berechnung der allgemeinen Gaskonstante.

Produkteigenschaften

• Gasbeheizung mit transparenten elektrischen Wärmerohren, intuitiv stabil.
  

• Der Druck des Dichtgases wird mit einem Luftdrucksensor gemessen, um genau und bequem zu lesen.

• Mit einem hochpräzisen Temperatursensor wird die Temperatur des Dichtgases gemessen und die Temperatur reagiert schnell.

• Die Anzeige des Volumens durch digitale Tabellen und transparente Linien reduziert visuelle Fehler.

• Das Temperaturregelsystem verwendet ein PID-Temperaturmodul, um die Temperatur genauer zu regeln.

• Durch das offene Design sind alle Teile intuitiv sichtbar und der Benutzer kann den Arbeitszustand jedes Sensors beobachten.

• Skalierbar: Jeder Sensor verfügt über eine Datenkommunikationsschnittstelle, um digitale Experimente zu aktualisieren.

Experimentale Daten

Unter isothermen Bedingungen bestätigt das Verhältnis zwischen Druck und Volumen eines bestimmten Massengases das Boyler-Malliott-Gesetz.

Unter äquivalenten Bedingungen bestätigt das Verhältnis zwischen Temperatur und Druck eines bestimmten Massengases Charlies Gesetz.

Unter isostatischen Bedingungen bestätigt das Verhältnis zwischen Temperatur und Volumen eines bestimmten Massengases das Gesetz von Guy Lussac.