III. Описание экспериментальной установки и метода измерения. Воздух из колбы откачивается при помощи масляного форвакуумного насоса, соединенного с трехфазным двигателем (рис

Воздух из колбы откачивается при помощи масляного форвакуумного насоса, соединенного с трехфазным двигателем (рис. 1). Включение двигателя осуществляется кнопкой «пуск», расположенной в нижней части стенда. Всасывающий штуцер насоса соединен толстостенной резиновой трубкой с вакуумной тарелкой, снабженной ртутным манометром.

Манометр состоит из U-образной стеклянной трубки. В одно колено которой запаяно и заполнено ртутью.Эта трубка закреплена на миллиметровой шкале и помещена под стеклянным колпаком.

Иначе говоря, ртутный манометр есть укороченный сифонный ртутный барометр, помещенный под стеклянным колпаком.

Если воздух под колпаком имеет давление, приближающееся к атмосферному, ртуть заполняет все запаянное колено, отсчет давления невозможен.

При разряжении воздуха под колпаком до некоторого предела, ртуть в запаянном колене начинает опускаться, а в открытом подниматься. Давление воздуха определяется разностью уровней ртути в обоих коленах, отсчитанной по миллиметровой шкале. В центре вакуумной тарелки имеется штуцер, на который одевается один конец толстостенной резиновой трубки. Другой конец ее одевается на трубку, которой оканчивается стеклянная колба.

Трубка может быть зажата при помощи надетогона него винтового зажима.

Для определения плотности газа при заданной температуре воспользуемся уравнением (1)

(3)

Рис. 1

При откачивании воздуха из сосуда изменение его массы находят как разность результатов М ₁ и М ₂, представляющих собой суммарные массы колбы и газа до и после откачки воздуха:

, (4)

, (5)

где – масса воздуха в колбе до откачивания,

– масса воздуха в колбе после откачивания.

, (6)

где

Из выражения (6) можно определить молярную массу μ:

. (7)

Чтобы определить плотность воздуха перепишем уравнение (3) следующим образом

(8)

Левая часть (8) есть не что иное, как плотность, тогда

(9)

Все величины в (8) известны, следовательно, можно определить плотность газа.