Опыт 3. Проверка закона Шарля (изохорный процесс). Установите постоянное давление p₀ = 20 кПа. Заполните таблицу 3 для газов: воздух, ацетилен, метан, аргон, углекислый газ. Для опыта 1 указаны температуры 20°C и 40°C, для опыта 2 — 40°C и 80°C. Найдите давление pᵢ, отношение абсолютной температуры к давлению и отклонение от среднего. Сформулируйте выводы по каждому изопроцессу. Запишите законы Бойля—Мариотта, Гей-Люссака и Шарля.

В таблице заданы пары температур, но неясно, к какой температуре относится установленное начальное давление 20 кПа; кроме того, для расчёта нужны фактические показания виртуальной лаборатории. Поэтому точные экспериментальные значения определить нельзя. Ниже — условный пример: считаем, что в каждом опыте начальное давление при T₀ равно 20 кПа, объём постоянен, а газ идеален. По закону Шарля p/T = const, температуры переводим в кельвины.

Опыт 1: T₀ = 20°C = 293.15 K, T₁ = 40°C = 313.15 K. Тогда p₁ = 20 · 313.15 / 293.15 ≈ 21.36 кПа; T₁/p₁ ≈ 14.66 K/кПа.

Опыт 2: T₀ = 40°C = 313.15 K, T₁ = 80°C = 353.15 K. Тогда p₁ = 20 · 353.15 / 313.15 ≈ 22.56 кПа; T₁/p₁ ≈ 15.66 K/кПа.

В этой условной модели значения одинаковы для всех перечисленных газов. Для заполнения таблицы по симуляции и вычисления экспериментальных отклонений нужны измеренные давления и указание начальных условий каждого опыта.

Выводы по изопроцессам:

1. При постоянной температуре произведение давления на объём постоянно.
2. При постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре постоянно.
3. При постоянном объёме отношение давления к абсолютной температуре постоянно.

Законы: Бойля—Мариотта — при T = const: pV = const; Гей-Люссака — при p = const: V/T = const; Шарля — при V = const: p/T = const.