Обработка результатов измерений
Измерения 1. Включить установку тумблером «СЕТЬ». Повернуть ручку крана 3 в положение «ОТКРЫТ» 9 рис.2.Включить тумблер «КОМПРЕССОР». Накачивать воздух в баллон до красной линии на установке, при этом разность уровней жидкости в манометре должна быть не менее 20-25 см. После этого закрыть напускной клапан поворотом ручки крана 3 в положение «ЗАКРЫТ» и отключить компрессор. 2. Подождать 2-4 минуты, пока температура воздуха в баллоне не станет равна температуре окружающей среды. 3. Измерить разность уровней жидкости h1в манометре рис.1. Полученное значение h1 записать в таблицу. 4. Резко (но не сильно!) нажать и отпустить выпускной клапан 4. При этом газ адиабатически расширяется. Давление его становится равным атмосферному, а температура понижается. 5. Через 2-3 минуты уровни воды в манометре стабилизируются. Воздух в баллоне нагревается до комнатной температуры и его давление возрастает. Как только температура газа станет равной комнатной, давление примет определенное значение. После этого определить разность уровней h2 в правом и левом колене манометра. Значение h2 записать в таблицу. 6. Повторить пункты 1-6 не менее 7-10 раз. Следить за тем, чтобы начальная разность уровней в манометре была постоянной. Обработка результатов измерений 1. По формуле (12) вычислите величину g для каждого измерения. Найдите ее среднее значение. 2. Вычислите полуширину доверительного интервала по формуле Стьюдента как для прямых измерений при доверительной вероятности р=0,95 . 3. Окончательный результат представьте в стандартном виде
, р=0,95. 4 .Определите относительную погрешность Dg /ágñ измерения γ. 5. Сравните полученное значение с тем, что дает молекулярно-кинетическая теория и которое можно вычислить по формуле
,
где i – число степеней свободы молекулы рассматриваемого газа. Будем считать воздух однородным двухатомным газом (содержанием других газов, в том числе и водяного пара, пренебрежем, считая его незначительным). Что показывает сравнение? 6. Рассчитайте массу воздуха М1 в баллоне в исходном состоянии 1 по формуле
.
7. Рассчитайте температуру газа Т2 в баллоне к концу расширения (процесс1–2) по формуле ,где Таблица
Контрольные вопросы 1. Запишите первое начало термодинамики. Что называется внутренней энергией. 2. Что называется теплоемкостью – удельной, молярной? Как теплоемкость различается в зависимости от процесса? 3. Почему Ср больше, чем СV и на сколько? Каков физический смысл универсальной газовой постоянной R ? 4. Какой процесс называется адиабатическим? Напишите уравнение адиабаты и сравните его с уравнением изотермы. 5. Чему равно теоретическое и табличное значение g для воздуха? Почему полученное вами значение отличается от табличного? 6 .Почему на рис.2 кривая 3-4 идет круче кривой 1-2? Почему обе кривые идут круче кривой 1-3? 7. Вывод рабочей формулы (7). Список рекомендуемой литературы 1.Сивухин Д.В. Общий курс физики.Т 2. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Физматлит, 2006. §21-22. 2.Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика и молекулярная физика. СПб.: Лань, 2005.§87-88. 3.Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1990. С.91-96. 4.Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 1989. §9.6; 10.12.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|