- •Лабораторная работа № 4 определение отношения изобарной и изохорной теплоёмкостей газа
- •1. Краткая теория и методика выполнения работы
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 определение коэффициента диффузии паров воды в воздухе
- •1. Краткая теория и методика выполнения работы
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 определение молярной теплоты парообразования воды
- •1. Краткая теория
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
- •4. Контрольные вопросы
2. Описание экспериментальной установки
Для определения отношения теплоемкостей воздуха используется экспериментальная установка ФПТ1-6н, общий вид которой показан на рис. 4.2.
Установка состоит из металлического сосуда емкостью 3,5 литра, соединенного с компрессором, размещенным в блоке приборов 2. Компрессор включается переключателем «Компрессор», установленным на передней панели установки 5. Клапан соединения с атмосферой «Атмосфера» 6, расположенный в зоне управления 1, позволяет при повороте его по часовой стрелке до щелчка кратковременно соединить колбу с атмосферой. В информационной зоне 3 изображена принципиальная схема установки.
Давление в колбе измеряется дифференциальным датчиком давления 8. В установке также предусмотрен контроль температуры (измеритель температуры 7) как внутри колбы, так и снаружи. Подключение установки осуществляется выключателем 4.
3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
Нарисовать таблицу 4.1.
Таблица 4.1
№ |
, кПа |
, кПа | |
1 |
|
|
|
… |
|
|
|
10 |
|
|
|
Включить установку тумблером «Сеть».
Открыть кран К1. Для подачи воздуха в сосуд включить переключатель «Компрессор».
С помощью измерительного прибора «Давление» контролировать давление в сосуде. Когда давление в сосуде достигнет , закрыть кранК1 и отключить подачу воздуха. Значение выбирается произвольно.
Подождать 2–3 мин., пока температура воздуха в сосуде сравняется с температурой окружающего воздуха , в сосуде при этом установится постоянное давление. С помощью измерителя давления снять показания давления, установившегося в сосуде. Полученное значение занести в таблицу 4.1.
На короткое время соединить сосуд с атмосферой, повернув пневмотумблер «Атмосфера» по часовой стрелке до щелчка.
Через 2–3 мин., когда в сосуде установится постоянное давление снять показания измерителя давления. Полученное значение занести в таблицу.
Повторить измерения по п.п. 2–6 не менее 10 раз при различных значениях величины .
После окончания работы выключить установку тумблером «Сеть».
10. Для каждого измерения по формуле (4.16) определить значение показателя адиабаты . Найти среднее значение.
11. Оценить погрешность результатов измерения .
12. Рассчитать число степеней свободы молекулы воздуха, используя формулу (4.9).
13. Сравнить полученные значения и с теоретическими значениями.
4. Контрольные вопросы
Какие процессы в термодинамических системах называют изопроцессами? Каким законам они подчиняются?
Представьте эти процессы графически в координатах ,,.
Сформулируйте I закон термодинамики. Запишите этот закон для изобарного, изохорного, изотермического и адиабатного процессов.
Дайте определение удельной и молярной теплоемкости. В каких единицах в системе СИ они измеряются.
Выведите формулы для расчета молярных теплоемкостей идля идеального газа. Получите уравнение Майера.
Дайте определение числа степеней свободы молекулы . Чему равна величина для одно-, двух-, трех- и многоатомного идеальных газов?
Какой процесс называется адиабатным? Выведите уравнение Пуассона, связывающее величины и.
Рассчитайте значения показателя адиабаты для одно-, двух- и трехатомного идеальных газов.
В чем заключается метод Клемана и Дезорма для определения отношения ?
10. Опишите рабочий цикл экспериментальной установки с помощью –диаграммы.
11. Выведите расчетную формулу (4.16) для определения .
12. Как и почему изменяется температура газа в сосуде при проведении опыта?