Механическая модель газа

Для показа учащимся механизма образования давления молекулами газа можно использовать механическую модель. Из органического стекла склеивается узкая высокая коробка с ориентировочными размерами 34*24*5 см. В центральной части дна коробки прорезается отверстие диаметром 4 см. Снаружи к дну коробки вокруг прорезанного отверстия приклеивается кольцо с внутренним диаметром 4 см. Отверстие закрывается решеткой. Внутри коробки имеется второе дно, изготовленное из перфорированной прогнутой пластины.

В коробку помещается 20 шариков диаметром 1 см, вырезанных из поролона. Сверху в коробку вставляется поршень, изготовленный в виде плоской перфорированной пластины на стержне. Передняя стенка коробки оставляется прозрачной, а задняя окрашивается черной краской. Коробка своим наружным кольцом надевается на трубу воздуходувки из комплекта универсального электродвигателя с набором принадлежностей. Электродвигатель включается в сеть через РНШ (рис. 304).

Рис. 304

При включении двигателя шарики потоками воздуха поднимаются вверх и, совершая хаотические движения, ударяются о стенки коробки и поршень. При увеличении оборотов двигателя скорость движения шариков возрастает, возрастает и частота их ударов (аналогия зависимости давления от температуры). Если при неизменных оборотах двигателя поршень опускать и поднимать, то также изменяется частота ударов шариков о поршень и стенки коробки (аналогия зависимости давления газа от объема).

Сложнее в изготовлении, но более универсален в применении прибор, предложенный В. Я. Пономаревым. В корпусе из прозрачной пластмассы (ориентировочные размеры: 200*150*20 мм) по внутреннему периметру проложен воздуховод. Через отверстия в воздуховоде воздух струйками поступает в камеру, где находится несколько шариков, вырезанных из поролона. Крышка двумя крючками крепится к корпусу через опорные прокладки так, что в щель между корпусом и крышкой воздух выходит из камеры наружу. Эбъем воздуха в камере можно менять перемещением в ней перфорированной пластины, имитирующей поршень (рис. 305). Струи воздуха, выходящие из воздуховода в камеру, вызывают хаотическое движение поролоновых шариков. Легко снимаемая крышка позволяет быстро менять число шариков-"молекул" в камере или поместить в камеру поролоновую шайбу, имитирующую броуновскую частицу.

Рис. 305

Прибор для демонстрации помещается на окно кодоскопа, и изображение шариков проецируется на экран (рис. 306).

Рис. 306