Boyleův zákon-metodický

Metodický list - Coach
Molekulová fyzika
BOYLEŮV ZÁKON
Fyzikální princip
Objem, tlak a teplota jsou proměnné, které kompletně popisují makroskopický stav ideálního plynu.
Pro stálou hmotnost plynu vztah mezi těmito proměnnými může být vyjádřen jako
pV
= konst
T
Představte si, že vzorek je stlačený plyn s konstantní teplotou. Pak součin tlaku a objemu plynu je
konstantní tak dlouho, dokud se nebude měnit teplota.
pV = konst
Tento vztah popisuje Boylův zákon, po Robertu Boylovi, fyzikovi 17. století, který objevil tento
zákon.
Cíl
V této aktivitě budete zkoumat vztah mezi objemem a tlakem vzduchu v injekční stříkačce.
Předpokládáme, že při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku vzduchu se chová jako ideální plyn.
Protože vzduch je uzavřen v injekční stříkačce, hmotnost plynu zůstává během experimentu
konstantní.
Pomůcky
Chcete-li provést tuto činnost budete potřebovat následující materiály:
- CoachLab II a počítač s programem Coach 5
- Čidlo tlaku (s ventilem a stříkačky)
CMA 023i Tlakové čidlo je použit jako výchozí senzor. Ikona snímače je umístěna na vstupu 1 na
obrazovce panelu.
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
1
Schema
Postup
1. Spustit program Coach 5 - Volba projektu –( Measurement CL II-4. Exploring Physic)-OK.
Nyní vybereme z nabídky Volba úlohy – Boyle´s law, nebo Boyleův zákon.cz, nebo Physic Lab(v
tomto případě se budou muset nastavit parametry měření, grafu a tabulky)
2.Připojte snímač tlaku na vstup 1 CoachLab II.
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
2
Nastavení parametrů měření, grafu a tabulky při volbě Physics Lab:
Parametry měření se nastavují kliknutím na ikonu, graf a tabulka se nastavují po kliknutí
pravého tlačítka myši.
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
3
Pravým tlačítkem myši upravíme parametry tabulky:
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
4
.
3. Připojit 20-ml stříkačku k ventilu tlakového čidlo pomocí plastové hadičky.
4. Nejprve navrhněte vaši předpověď grafu závislosti tlaku na objemu.
5. Kliknutím na zelené tlačítko Start zahájíte měření.
6. Pohybujte pístem stříkačky, až je umístěn na objemu 10-ml (tj. zvolte objem na půli stupnice).
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
5
7. Klikněte na tlačítko pro ruční měření (zelené tlačítko).
8. Přečtěte si objem na injekční stříkačce. Vepište hodnotu objemu. Klepněte na tlačítko OK. Tlak byl
naměřen.
9. Nechte komoru uzavřenou, měření opakujte pro minimálně 7 různých objemů. Měření je připraveno
pro 12 měření.
Klikněte na červené tlačítko pro zastavení měření před dosažením daného počtu měření.
Pokud postupujeme správně, obrazovka bude vypadat takto:
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
6
V grafu bude patrná nepřímá úměrnost tlaku plynu na objemu.
Pracovní list byl vytvořen v rámci projektu
Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji
CZ.1.07/1.3.13/02.0002
Boyleův zákon
7