瑞帝電通國際有限公司 - READY INTERNATIONAL INC.
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型號: 物理實驗-氣體定定律001
名稱: 氣體定定律001-絕對零度實驗
規格:
﹝實驗主題﹞
絕對零度到底有多冷呢?
﹝實驗探討﹞
你知道什麼是絕對零度嗎?
在這個活動中,你要確定絕對零度的值。 首先,您將執行一個實驗,您將記錄當球體的溫度發生變化時,在金屬球體中封閉的空氣樣本壓力。請注意,由於空氣在球體中是封閉的,空氣的數量在整個實驗中保持不變。為了找到絕對零點,您將需要找到壓力和溫度之間的關係。
﹝實驗器材﹞
CMA公司的『資料處理器』(Data logger),可以選擇型號:001 Vincilab筆記型資料處理器或型號:006p CoachLabII+桌上型資處理器。
2. 型號:BT84i『溫度感測器』(Temperature or thermocouple sensor)
3. 型號:BT66i『壓力感測器』(pressure sensor)
4. (自備)可連接壓力感測器的金屬球
5. 型號:018『加熱線圈輸出組件』(Heater)
6. (自備)大燒杯(Beaker)
7. 水(Water)
﹝實驗步驟﹞
1. 將溫度傳感器連接到輸入1,將壓力傳感器連接到輸入2的接口。
2. 藉由塑料管將金屬球連接到壓力傳感器。
3. 在Coach軟體中打開『Coach Activity』的『Absolute zero』(絕對零度)。
4. 將球體浸泡於充滿水的大型燒杯中。 浸泡時需足夠的水完全覆蓋球體。
5. 開始測量並記錄水的溫度和氣體在球體內的壓力,使用加熱器預熱水和金屬球體。(您也可以先將燒杯中的水煮沸,然後將金屬球浸泡於水中,使其冷卻)。
6. 繪製壓力與溫度的關係圖。
7. 思考氣體的壓力和溫度,是否有直接關係或相反地變化?
8. 氣體的壓力和溫度之間有什麼關係?
9. 氣體壓力和溫度之間關係的數學方程是什麼?
10. 絕對零度的定義為氣體樣品中顆粒不移動的溫度;這種氣體的壓力為零。您將使用壓力與溫度圖估算您的金屬球體的壓力為零的溫度。你可以和團隊成員或你的老師討論。
提示: 將通過您收集的點的直線延伸到溫度軸上壓力等於0的位置。
11. 確定你的絕對零值並 記下你所採取的步驟。
12. 您的測量值多接近理論的絕對零度-273°C?
13. 確定並解釋可能導致誤差的因素?
﹝實驗原理﹞
1.理想氣體定律(The ideal gas law )
體積、壓力和溫度是描述理想氣體狀態的變量。理想氣體的絕對壓力p與『凱爾文』(Kelvin)中的溫度和氣體的莫爾數n成正比,並與氣體的體積V成反比。
2.壓力定律(Pressure law )
歷史上,幾位調查人員推導出理想氣體方程式。 到19世紀初,另一個氣體定律被實驗出來,稱為壓力定律。 壓力定律指出,壓力隨溫度呈線性增加(對於恆定體積且固定質量的氣體)。
3.絕對零度(Absolute zero )
溫度絕對零度的概念從氣體實驗演化而來。當固定質量的氣體以恆定體積(壓力)冷卻時,其壓力(體積)隨其溫度而降低。當壓力(體積)為零時,壓力(體積)對溫度的實驗值的圖可以向外推導,以跨越溫度軸。溫度是絕對零度,根據國際協議,絕對零度定義為開氏度0 K,攝氏度-273℃。
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