Experimento de Equação de Estado de Gás Ideal Eletricamente Aquecido

Visão geral do experimento

A equação de estado do gás ideal, também conhecida como a lei do gás ideal ou a lei universal do gás, é uma equação de estado que descreve a pressão, o volume, a quantidade de matéria e a relação entre a temperatura do gás ideal quando está em equilíbrio. É baseado em leis empíricas como a Lei de Boyle-Malliot, a Lei de Charles e a Lei de Guy Lussac. Este experimento verificou a lei do gás ideal medindo a pressão p, o volume V e a temperatura T de uma determinada massa de gás selada dentro de um tubo transparente. O dispositivo experimental muda o volume do gás por meio da rotação de uma porca grande para impulsionar o movimento do pistão, e usa um aquecimento uniforme de tubos elétricos transparentes para alterar a temperatura do gás, o gás dentro do tubo pode ser conectado ao ar externo ou ao sensor de pressão através do tubo, e a temperatura do gás dentro do tubo é medida através do sensor de temperatura incorporado.

Os pontos de conhecimento envolvidos neste experimento incluem a definição de gás ideal, as três leis básicas, temperatura de controle PID, medição de temperatura, medição de pressão atmosférica, medição de volume, etc. Através do experimento, os alunos podem desenvolver uma profunda compreensão da relação entre temperatura, pressão e volume, a capacidade de estimação de erros de medição termodinâmica e análise de causas.

Conteúdo do experimento

• O estudo da relação entre a pressão e o volume de um determinado gás em condições isotérmicas verificou a lei de Boyle-Malliot.
  

• Estudar a relação entre a temperatura e a pressão de um determinado gás de massa sob condições de equivalência, verificando a lei de Charlie.

• O estudo da relação entre a temperatura e o volume de um determinado gás em condições de isopressão verificou a lei de Guy Lussac.

• Medir a quantidade de gás selado e calcular a constante de gás universal.

Características do produto

• O aquecimento de gás por tubo de calor transparente é intuitivamente estável.
  

• Medir a pressão do gás de vedação com um sensor de pressão para uma leitura precisa e conveniente.

• Medir a temperatura do gás selado com sensores de temperatura de alta precisão, com resposta rápida à temperatura.

• A utilização de tabelas digitais e padrões transparentes para mostrar o volume reduz os erros visuais.

• O sistema de controle de temperatura utiliza o módulo de controle de temperatura PID para controlar a temperatura com mais precisão.

• Com um design aberto, todas as partes são visíveis intuitivamente e o usuário pode observar o estado de funcionamento de cada sensor.

• Escalável, cada sensor tem uma interface de comunicação de dados para atualizar experimentos digitais.

Dados experimentais

Em condições isotérmicas, a relação entre a pressão e o volume de um determinado gás de massa verifica a lei de Boyle-Malliot.

Sob condições equivalentes, a relação entre a temperatura e a pressão de um determinado gás de massa verifica a lei de Charlie.

Sob condições de isopressão, a relação entre a temperatura e o volume de um determinado gás de massa verifica a lei de Guy Lussac.