Файл: Абсолютный нуль (Дисциплина: естествознание).pdf

2.3 Обработка результатов эксперимента

Так как при калибровке манометра он показывал 0 при t = 23⁰C, и давление в день проведения эксперимента отличалось от нормального, то рассчитаем температурный коэффициент давления по формуле Шарля:

P=P_0 (1+γ∆T),

откуда видно, что 

P-P_0=P_0 γ∆T,

следовательно 

γ= (P –P_0)/(P_0 ∆T)=∆P/(P_0 ∆T)

Представленный график позволил увидеть зависимость температуры от давления, и я убедился, что эта зависимость – линейная. На полученной линии было выбрано 2 точки, исходя из значений которых ∆P = 15,99 кПа, а ∆T = 52К. P0 = 760 мм рт. ст. = 101325 Па. 

Подставляя данные значения в уравнение, мы получаем 
γ=0,00352 К^(-1) 
Данное значение почти полностью совпадает со значением температурного коэффициента давления, по современным измерениям равным 0,003661К-1. Экстраполяция прямой за область измерения дала значение абсолютного нуля, численно равное -3050С. Расхождение с расчетным значением можно объяснить:

• большой погрешностью манометра; 
• достаточно быстрым нагреванием, что привело к недостаточному установлению теплового равновесия воздуха в колбе и воды в сосуде. Для снижения погрешности нужно было поместить термометр не в снег или воду, а в колбу, но тогда возникают проблемы герметизации сосуда с воздухом; 
• при понижении температуры воздуха в колбе был замечен легкий «туман», что говорит о переходе за точку росы. Следовательно, воздух в колбе имеет влажность, отличную от нуля, что увеличило погрешность измерения. 
Таким образом, мы экспериментально получили значения температурного коэффициента давления газа «γ» и абсолютного нуля, близкое к теоретическому значению, используя самое простое оборудование. 

Заключение

В современной физике есть три «нельзя»: нельзя двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме; нельзя создать вечный двигатель; нельзя достичь абсолютного нуля. Вопрос «почему нельзя» отпадает при изучении школьного курса физики. Но школьный курс – еще не вся физика. Попытка расширить знания, заглянуть за страницы школьного учебника, оказалась очень познавательной и интересной, особенно экспериментальная часть работы. 
Цели, поставленные в начале работы, были достигнуты: абсолютный нуль определен, история изучения стала ясна. Гипотеза об определении абсолютного нуля в условиях школьной лаборатории оказалась истинной. Но не хочется останавливаться на этом. Хотелось бы выразить огромную благодарность школе, что она дала такую замечательную возможность изучить данную тему, и научному руководителю Звягиной Татьяне Иннокентьевне, за очень большую помощь при подготовке этого доклада. 
Проблема абсолютного нуля очень актуальна в современном мире, и забывать про нее ни в коем случае нельзя. 
В настоящее время прогресс двигается огромными шагами вперед, и наверняка люди не остановятся на достигнутом в изучении абсолютного нуля.