Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

RefBaza.com.ua пропонує студентам та абітурієнтам найбільшу базу з рефератів! Також ви можете ділитися своїми рефератами для поповнення бази.

Донизу сходами температур

Реферат: Донизу сходами температур

Відкриття надпровідності було неможливе без досягнення низьких температур. Шлях до таких температур починався з спроб перетворити газ рідина.

Перші кроки зроблено кінці XVII століття. Англійський фізик Роберт Бойль в 1662 року і француз Эдм Маріотт в 1676 року незалежно друг від друга встановили перший газовий закон: при постійної температурі обсяг повітря на закритому посудині обернено пропорційна тиску, виробленому їм у стінки судини.

Залежність однієї характеристики стану речовини одної при постійної температурі називається изотермой. Изотермы, знайдені Бойлем і Мариоттом, нагадують гіперболи. На графіці видно кілька гіпербол: кожна з яких відповідає своєї температурі, причому та гіпербола, яка отримана за більш високої температурі, розташовується вище. Це спостереження виражається другим газовим законом, який ухвалив французький вчений Шарль в 1787 року: обсяг газу при постійному тиску пропорційний його температурі.

Після Шарля розширення газів вивчали й інші вчені, такі як Джон Дальтон, Жозеф Гей-Люссак.

У уже минулого століття французький фізик Клапейрон об'єднав все знайдені газові закони у єдиний, за яким обсяг V, тиск р і температура Т газу пов'язані простим співвідношенням pV = RT (R - газова стала, рівна приблизно 8,3 ДНавчальний матеріал

РОСІЙСЬКОЇ КОЛЛЕКЦИИ РЕФЕРАТОВ (з) 1996

http://referat.students.ru; http://www.referats.net; http://www.referats.com

ж/К.моль). Цей Закон є спільною всім газів.

Рушимо за шкалою температур, використовуючи другий газовий закон. Якщо за зниженні температури на 1оС обсяг газу зменшується на 1/273 частина, то приблизно при -273оС обсяг має впасти нанівець, весь газ повинен стянуться в точку. Інакше кажучи, має існувати таке граничне значення температури, нижче сам це поняття утрачає будь-який сенс.

Таке значення температури англійський фізик Вільям Томпсон запропонував називати абсолютним нулем. Температура Т у законі Клапейрона відраховується від цього граничною температури.

Наприкінці XVII на століття голландський учений Маурициус Ван Марум вирішив з'ясувати чи справедливий закон Бойля-Мариотта всім відомих на той час газів. Серед вибраних їм на дослідження речовин був аміак. Ван Марум проводив свої досліди при кімнатної температурі, поступово стискаючи газ. Спочатку аміак поводився оскільки передбачав закон. Але потім відбулося несподіване: при тиску приблизно 700 килопаскалей, обсяг газу різко змілів і газ перетворився на рідина.

Фізики пішли шляхом Ван Марума і не спромоглися сжижить при кімнатної температурі ще кілька газів. І все-таки низку газів, у тому числі повітря, кисень, азот і водень, не вдавалося перетворити на рідина. Ці гази почали називати "постійними". Для скраплення постійних газів були потрібні як високі тиску, а й низькі температури. Серед перших це зрозумів Майкл Фарадей. У 1823 року Фарадей за дорученням англійського хіміка Хамфри Деві, яка має він тоді лаборантом, вивчав теплове розкладання хімічного сполуки хлору. Речовина нагревалось в Г-образной герметично запаяній скляній трубці. Колено трубки, куди було вміщено речовина, нагревалось полум'ям спиртівки, друге коліно перебувало при кімнатної температурі. Фарадей виявив, що у стінках холодного кінця трубки з'явився якийсь маслянистий жовтий наліт. Після досвіду Фарадей довго думав, що це таке вже й зрозумів, що це дрібні крапельки скрапленого хлору. Три роки Фарадей повернувся до власного досвіду, але тепер далеке коліно він помістив в охолодну суміш. Він здобув непоодинокі крапельки, а цілі стовпчик рідкого хлору. Так вдалося перекласти на ліквідність ще кілька газів, але "постійні" гази встояли на цей раз.

Досліди тривали було знайдено критичний стан, тобто. стан у якому не можна зрозуміти, що у посудині рідина чи пар. У XVIII століття шотландський учений Томас Ендрюс почав дослідження критичного стану. Він працювали з окисом азоту, хлористим воднем, аміаком, сірководнем, але основною частина дослідів провів зустріч із двоокисом вуглецю. Всі ці речовини виявили подібне поведінка.

Изотермы, отримані Эндрюсом, відрізнялися від ізотерм ідеального газу. На гиперболах з'явилися прямі ділянки. Зліва з посади цих ділянок речовина перебувати у рідкому стані, справа - як пара. На самих прямих ділянках кривою пар і рідина перебувають у рівновазі друг з одним, тут речовина перебуває одночасно у двох агрегатних станах.

Якщо тем-пература газу значно перевищує критичну, то, на діаграмі Эндрюса ізотерми є майже ідеальні гіперболи. Із наближенням її до критичної температурі ізотерми починають дедалі більше відхилятися від гіпербол, й інші відхилення говорять про все більшому відмінність стану речовини від ідеального газу, дедалі більшої близькості його до перетворення в рідина.

У 1877 року французький гірський інженер Кайте спробував сжижить "постійний" газ. Кайте зміг одержати рідкий кисень шляхом різкого охолодження газу при швидкому його розширенні, випуску у повітря. Однак у рідкому стані кисень перебував недовго.

У 1883 року польським фізикам Зыгмунту Вроблевскому і Каролю Олбшевскому удалося одержати рідкий кисень в усталеному стані. Для охолодження кисню вони використовували рідкий етилен, який кипів при тиску втричі меншому атмосферного і температурі 143 До. Критична температура кисню дорівнює 155К, а критичне тиск 5 МПа, отже за нормальної температури етилену 143К для скраплення кисню його уже не треба було розширювати. Але без етилену кисень знову перетворювалася на газ.

Після скраплення кисню такими були водень і азот. У 1891 року відкрили новий газ -гелій. Сжижить гелій після кількох невдалих спроб інших учених спробував голландський фізик Хейк Камерлинг-Оннес. Він з визначення критичної температури гелію. 10 липня 1908 року розпочався експеримент. Спочатку потрібно було сжижить водень, і потім мав попередньо охолоджувати гелій. Потім почалася циркуляція охолодженого гелію у його ожижителе. Температура гелію початку знижуватися. Жидкий гелій удалося одержати.

Відкриття як дослідження надпровідності

Онесс вирішив провести виміру електричного опору металів при гелієвих температурах. Він виготовив зволікання з кількох зразків платини. Усі зволікання були однаковою довжини і перерізу, але за вимірі в киплячому гелії мали різних значень опорів. Виявилося, що у дротиках було різну кількість домішок, і більше було домішок, тим вищим було опір. Онесс вирішив свої досліди більш чистому металі. Він відчував золото. Але навіть за максимально чистому золоті виявлялося хоч мала, проте помітне залишкове опір.

R, Ом

0,13

0,125

0,10

Hg

0,075


Схожі реферати

Статистика

[1] 2 3 4 5