лаба№М-15

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Кафедра ТиЭФ

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ М-15

Определение отношения удельной теплоемкости газов при постоянном давлении (Cp) к теплоемкости про постоянном объеме (Cv) способом Клемана и Дезорма .

Исполнитель:

студент группы Э7А40 А. В. Кобеев

(подпись)

Руководитель М.И. Чебодаев

(подпись)

(дата)

Томск – 2004

Цель работы : Определение отношения удельной теплоемкости газов при постоянном давлении (Cp) к теплоемкости про постоянном объеме (Cv) способом Клемана и Дезорма.

Краткое теоретическое содержание работы

Теплоемкость тела С называется отношение количества тепла , полученного системой, к приращению ее температуры :

Если газ нагревается при постоянном объеме V, внешняя работа, производимая газом, равна нулю и все, сообщаемое газу извне тепло идет целиком на увеличение его внутренней энергии :

При нагревании газа при постоянном давлении P газ расширяется, сообщаемое ему извне тепло идет не только на увеличение запаса его внутренней энергии dU, но и на совершении работы против сил постоянного внешнего давления. Теплоемкость при этом больше теплоемкости на эту работу :

Удельной теплоемкостью называют величину, численно равную количеству тепла, получаемого единицей массы газа, при нагревании его на 1 К. Непосредственное определение теплоемкости довольно затруднено, особенно . При рассмотрении многих процессов входит отношение этих теплоемкостей:

Согласно МКТ это отношение зависит от числа степеней свободы молекул газа i :

Для определения k Клеманом и Дезормом был предложен в 1819 году очень простой метод, основанный на адиабатическом расширении или сжатии газа. Адиабатическим процессом называется такой процесс, при котором газ не вступает в тепловой обмен с окружающим его пространством. Можно с достаточным приближением рассматривать всякое быстрое изменение объема, как процесс адиабатический, и чем быстрее этот процесс происходит, тем ближе он к адиабатическому.

В итоге при рассмотрении этого метода была полученная следующая формула k :

, где h - уровень жидкости в манометре на конечном этапе опыта, H – начальный уровень жидкости в манометре.

Расчетные формулы

, где h - уровень жидкости в манометре на конечном этапе опыта, H – начальный уровень жидкости в манометре.

, где и уровни жидкости в манометре, H- разность уровней в манометре до открытия крана

, где - значение разности уровней в манометре когда кран открыт в течении времени t

, где I – число степеней свободы молекул газа

Таблица измерений

N	T(c)	(м)	(м)	H(м)	(м)	(м)	(м)				k
1	1	0,535	0,28	0,255	0,435	0,37	0,065	0,25	0,44	-0,8
		0,535	0,28	0,255	0,485	0,33	0,155	0,6
		0,535	0,28	0,255	0,465	0,34	0,125	0,49
2	2	0,535	0,28	0,255	0,425	0,38	0,045	0,17	0,24	-1,42
		0,535	0,28	0,255	0,424	0,381	0,043	0,16
		0,535	0,28	0,255	0,455	0,355	0,1	0,39

Из графика видно, что при t=0 следовательно

Тогда по формуле k=5.1

А теоретический результат вычисляется по формуле , где i = 5 , возьмем число степеней свободы молекулы кислорода. Следовательно k = 1.6

Вывод:

Опытный результат сильно отличается от теоретического, скорее всего это вызвано большими погрешностями измерений т.к опытный прибор не совсем точный также на результат повлиял тот факт что число степеней свободы молекул воздуха мы приняли за число степеней свободы молекул кислорода