УРАВНЕНИЕ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАЙПЕРОНА
Какова природа константы в уравнении Клайперона (pV/T = В = const)?
В 1874 Д. И. Менделеев на основе уравнения Клайперона вывел уравнение для 1 моля идеального газа, получившее название уравнения Менделеева – Клапейрона, он объединил уравнение Клапейрона с законом Авогадро, отнеся это уравнение к одному молю, использовав молярный объем V_m. Согласно закону Авогадро, при одинаковых р и Т моли всех газов занимают одинаковый молярный объем V_m= 22.4 л, поэтому постоянная В будет одинаковой для всех газов. Эта общая для всех газов постоянная обозначается R = 8,31 Дж/(моль×К) и называется молярной газовой постоянной.
От уравнения для моля газа можно перейти к уравнению Менделеева — Клапейрона для произвольной массы газа. Если при некоторых заданных давлении и температуре один моль газа занимает молярный объем V_m, то при тех же условиях масса m газа займет объем V = (m/μ)×V_m, где μ — молярная масса (масса одного моля вещества). Уравнение Менделеева—Клапейрона для массы m газа pV = mRT/μ = νRT.
Задание. Спланировать виртуальный эксперимент и убедиться в выполнении уравнения Менделеева-Клайперона. (Слово "убедиться" здесь употреблено условно. Что-либо доказать или в чём-то убедиться виртуально нельзя. Это задание и всё, что вы будете здесь делать, лишь имитация реальных опытов для разучивания действий при реальном эксперименте!)
Установка. Справа в окне анимации вы увидите цилиндр с подвижным поршнем, заполненный газом, с присоединённым к нему манометром. Он показывает абсолютное давление газа. На рисунке вам дана площадь поршня S_пор. Вы можете самостоятельно выбирать массу газа от 0.8 до 1.6 г, один из четырёх видов газа (справа от поля ввода сразу появится его молярная масса в г/моль). Слайдерами внизу анимации вы сможете двигать поршень, задавая его высоту положения H, а также включать горелку под цилиндром на небольшое время для подогрева или, давая газу остыть, перемещая слайдер "Температура".
Для ввода ваших изменений не забывайте каждый раз нажимать кнопочку ENTER в поле анимации.
Смело экспериментируйте, чтобы понять, как ведёт себя газ в зависимости от ваших действий! Однако для чистового эксперимента ведите себя культурно, старайтесь выбирать такие значения переменных, чтобы вам было удобно с ними работать, чтобы манометр показывал не слишком маленькое значение и т.д.
А теперь подумайте, какие эксперименты и как следует провести на нашей установке, чтобы виртуально проверить уравнение Менделеева-Клайперона? Запишите свои мысли в лист отчёта.
Опыт. Верните все значения в исходное положение. Начертите таблицу для записи результатов опыта.

№ опыта	Давление газа p, Па	Объём газа V, м3	Температура газа T, К	Масса газа m, кг	Молярная масса μ, кг/моль	pV	mRT/μ
1
2
3
4
5

Для полноты эксперимента нам хватит 5-ти опытов.
Объём газа V = HS вам придётся подсчитать самим, а для удобства записи в таблицу малых или напротив больших чисел используйте десятичные степени (стандартную запись числа).
В первую строку таблицы можно записать начальные значения величин, а для второй измените произвольно высоту поршня на цифру 50 или даже 100 мм, не забудьте кликнуть в поле анимации ENTER. Полученные данные занесите во вторую строку таблицы и подсчитайте значение pV и mRT/μ для первых двух опытов. Что вы видите в последних двух графах таблицы? Какой вывод можно сделать из сравнения полученных чисел?
Для третьего опыта уменьшите массу газа, скажем, в два раза, нажмите кнопку ENTER в поле анимации. Запишите данные в таблицу и подсчитайте pV и mRT/μ для последних граф таблицы. Что вы видите? Какой вывод можно сделать из сравнения чисел последней графы таблицы?
Для четвёртого опыта поменяйте газ на, скажем, хлор. Запишите новые данные в четвёртую строку таблицы и подсчитайте pV и mRT/μ. Что вы видите? Какой вывод можно сделать из сравнения чисел последних двух граф таблицы?
В пятом опыте поменяйте температуру, можно увеличить её хоть до предела. Запишите новые данные в пятую строку таблицы и подсчитайте pV и mRT/μ. Что вы видите? Какой вывод можно сделать из сравнения чисел последних двух граф таблицы?
Таблица заполнена, теперь можно подвести итог, и, если вы всё делали разумно, то вам будет не сложно ответить на контрольные вопросы.
Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.
Желаем успеха!