Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

(ФГБОУ ВПО «МГТУ»)

Кафедра физики

Отчет

по лабораторной работе №14

Выполнил: Махов Д.Ю., студент 1 курса, группа: ССп-15-2

Приняла: Мишенёва Н.И _________________

подпись преподавателя

Дата сдачи отчета: . . 2015

Лабораторная работа №14

"Определение показателя адиабаты  методом Клемана и Дезорма"

Цель работы: определение отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объеме на основе экспериментального исследования термодинамических процессов в идеальном газе.

Описание лабораторной установки и оборудования:

Экспериментальная установка состоит из стеклянного баллона Б большого объема, соединенного с жидкостным манометром М и ручным насосом Н. Кран К позволяет соединить баллон Б с атмосферой. Для поглощения водяных паров на дно баллона помещена негашёная известь. Установка позволяет с помощью насоса изменять массу воздуха в сосуде, а также следить по манометру за изменением давления. Для измерения времени протекания процессов используется секундомер.

Основные расчетные формулы:

1. Коэффициент Пуассона (12):

2. Среднее значение коэффициента Пуассона (11):

3. Средняя квадратичная погрешность(15):

4. Доверительный интервал (16):

5. Коэффициент Пуассона (9):

6. Уравнение, связывающее параметры газа при адиабатическом процессе (17):

Ход выполнения работы:

Задание 1.

1. Накачаем воздух в баллон до тех пор, пока разность уровней жидкости в манометре не достигнет 200-250 мм.

2. Выждав, когда уровни жидкости в манометре перестанут изменяться, сделаем отсчет разности уровней h₁=220 мм.

3. Быстро откроем кран и сразу закроем, как только уровни жидкости в манометре сравняются.

4. После перекрытия крана давление начнёт расти. Выждав, когда уровни жидкости в манометре перестанут изменяться, сделаем отсчет разности уровней h₂.

5. Повторите пункты 1-4 10 раз и занесем полученные данные в таблицу 1:

Таблица 1.

h1, мм	N	h2, мм		<>	S	δ
220	1	54	1,33	1,38	0,030	0,013
	2	60	1,38
	3	61	1,38
	4	57	1,35
	5	55	1,33
	6	62	1,39
	7	63	1,40
	8	64	1,41
	9	63	1,40
	10	61	1,38

6. Рассчитаем, для каждого измерения, значение  по формуле (12), среднее значение <> по формуле (11), среднюю квадратичную погрешность S по формуле (15) и доверительный интервал δ по формуле (16). Занесем полученные значения в таблицу 1.

7. Вычислим окончательные экспериментальный результат:

.

8. По формуле (9) рассчитаем теоретическое значение  для воздуха:

.

9. Таким образом, экспериментальное значение  почти совпадает с теоретическим значением :

Задание 2.

1. Накачаем воздух в баллон до тех пор, пока разность уровней жидкости в манометре не достигнет 200-250 мм.

2. Выждав, когда уровни жидкости в манометре перестанут изменяться, сделаем отсчет разности уровней h₁=220 мм.

3. Быстро откроем кран, включив одновременно секундомер. Держим кран открытым в течение 3 секунд, затем закроем его. Выждав, когда давление установится, сделаем отсчет разности уровней h в манометре.

4. Повторим опыт с различными временами запаздывания (t = 3, 5, 7, 9, 11 c.) и занесем результаты измерений в таблицу 2:

Таблица 2.

h1 = 220 мм	t, с	3	5	7	9	11
	h, мм	64	46	39	28	22
	lg h	1,806	1,663	1,591	1,447	1,342

5. Построим по данным таблицы 2 график lg h = f (t):

6. Продолжив график до пересечения с осью lg h, найдем lg h₂ и вычислим h₂:

8. Рассчитаем экспериментальное значение  по формуле (12):

9. Таким образом, экспериментальное значение  почти совпадает с теоретическим значением :

Задание 3.

"Определение изменение температуры при адиабатическом расширении воздуха"

1. Найдем по приборам в лаборатории комнатную температуру и атмосферное давление:

• t₀ = 25⁰C = 298 K

• P₀ = 719 мм рт.ст. = 95859 Па

2. Найдем температуру T в конце процесса адиабатического расширения из формулы (17):

3. Рассчитаем изменение температуры:

4. Вывод: причина изменения температуры заключается в том, что в момент открывания крана происходит адиабатическое расширение газа. Вследствие кратковременности протекания процесса и низкой теплопроводности стеклянного баллона теплота не успевает в него поступить, и работа расширения газа происходит за счет уменьшения внутренней энергии. Уменьшение температуры газа на и свидетельствует об уменьшении внутренней энергии.