Устройство для моделирования молекулярных процессов

(5 (5 монст Мари- ениепутем нныи дем демо и 3 сос модуановлен груза ил. ле кин оре лямив емк фиМ и связа намоме СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО ТОРСКОМУ СВИ(21) 3761976/28-12 (22) 29.06.84 (46) 23.11.86.Бюл. Р 43 (71) Институт прикладной физики АН МССР и Уральский государстве университет им.А.М.Горького (72) М.К.Болога, И,А.Буевич, И.Ф.Марта, В.В.Тетюхин, С.В.Сют Ф.М.Сажин, Д.Г.Осипов и В.М.Зам (53) 371.66/67 (088.8) (56) Лекционныедемонстрации по зике./Под ред. Ивероновой В.И. 1972, с. 251,УСТРОЙСТВО ДНЯ МОДЕЛИРКУЛЯРНИХ ПРОЦЕССОВИзобретение относитонным моделям законаЦель изобретения -нстрационных возможннстрации. В полостиида установлена емко2 молекул. Поршеньости 1, снабжен сме сякд Бойля расши остей катушк сть 1 уст ными м 5.12718 б 5 ноида,ВНИИПИ Заказ 6308/24 Тираж 455 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к демонстрационным моделям и может быть использовано при изучении газовых законов физики,Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей путемдемонстрации закона Бойля-Мариотта.На чертеже схематично представлено устройство,Устройство для моделирования молекулярных процессов содержит емкость1 с модулями 2 молекул, выполненными в виде магнитожестких диполей, икатушку 3 соленоида, подключенную кисточнику переменного тока (не показан) для приведения модулей 2 в хаотическое движение. Устройство имееттакже установленный в емкости 1 иснабженный сменными грузами (не показаны) поршень 4, контактирующий с модулями 2, и динамометр 5, связанныйс поршнем 4. При этом емкость 1 установлена в полости катушки 3 соленоида.Устройство работает следующим образом.Соленоид подключают к источникупеременного тока, модули 2 молекулприходят в хаотическое движение.Длядемонстрации закона Бойля-Мариоттапостоянную темйературу системы магнитожестких диполей устанавливаютпутем поддержания неизменной индукции электромагнитного поля соленоида.На подвижный поршень 4 помещают сверху сменные грузы, Изменяя вес сменныхгрузов, изменяем давление в системе,которое определяется по разности ихвеса и показаний динамометра 5, разделенной на площадь поперечного сечения поршня 4 (при этом учитываетсяи собственный вес поршня),При всех значениях давления в системе устанавливаются такие значенияобъема, при которых РЧ = сопз, гдеР - давление в системе; Ч - объемсистемы,Для демонстрации, например, изобарного процесса Гей-Люссака температуру системы регулируют путем изменения индукции электромагнитного поля. Причем при всех значениях индукции поршень 4 уравновешивает сменными грузами так, чтобы давление в емкости 1 (разность между весом грузови соответствующими показаниями динамометра 5) было неизменным. При этом5 зависимость объема газа от температуры линейна, т,е,а ( Р ) 9где Ч, - объем газа при нулевой температуре;1 О Ч - объем газа при температурекоэффициент пропорциональности,Аналогично демонстрируется закон15 Гей-Люссака в изоходных процессах,В этом случае поршень 4 при различных индукциях электромагнитного поля(имитирующих температуру системы)уравновешивают так, чтобы объем, за 20 нимаемый модулями 2 молекул, не изменялся. В этом случае зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме также линейна, т.еР = Р, ( 4.д.г.),25 где Р, - давление при начальной температуре;Р - давление при температуреТаким образом, устройство позволяет демонстрировать газовые законыЗО и фазовые переходы путем измененияиндукции электромагнитного поля,.объемной концентрации модулей и давления в емкости,Формула изобретения Устройство для моделирования молекулярных процессов, содержащее емкость с модулями молекул, выполненными в виде магнитожестких диполей, и катушку соленоида, подключенную к источнику переменного тока для приведения модулей в хаотическое движение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем демонстрации закона Бойля-Мариотта, оно имеет установленный в емкости и снабженный сменными грузами поршень, контактирующий с модулями, и динамометр, связанный с поршнем, при этом емкость установлена в полости катушки соле