 |
|
Последовательность выполнения эксперимента
Задание 1.
1.Накачайте воздух в баллон до тех пор, пока разность уровней жидкости в манометре не достигнет 200-250мм.
2.Выждав, когда уровни жидкости в манометре перестанут изменяться, сделайте отсчет разности уровней 
.
3. Быстро откройте кран и сразу закройте, как только уровни жидкости в манометре сравняются.
4. После перекрытия крана давление начнёт расти. Выждав, когда уровни жидкости в манометре перестанут изменяться, сделайте отсчет разности уровней 
.
5. Повторите пункты 1-4 не менее 5 раз (по указанию преподавателя). Необходимо следить за тем, чтобы начальная разность уровней была одинаковой во всех опытах. Полученные данные занесите в таблицу 2.
Таблица 2.
|
| N |
| 
| < >,
| 
| 
|
6. Рассчитайте для каждого измерения по формуле (12), среднее значение < > и среднюю квадратичную погрешность по формуле:
(15)
Рассчитайте доверительный интервал определения :
, (16)
где 
- число измерений, 
- коэффициент Стьюдента (определяется по справочной таблице, доверительная вероятность 
задается преподавателем).
Результаты расчетов занесите в таблицу 2.
7. Запишите окончательный экспериментальный результат как
.
8.Рассчитайте по формуле (9) теоретическое значение для воздуха и сравните его с экспериментальным.
Задание 2.
1. Выполните действия, указанные в пунктах 1,2 задания 1.
2. Быстро откройте кран, включив одновременно секундомер. Держите кран открытым в течение 5 секунд, затем закройте его. Выждав, когда давление установится, сделайте отсчет разности уровней h в манометре.
3.Повторите опыт с различными временами запаздывания не менее 5 раз, увеличивая время на 2-3 секунды в каждом опыте (по указанию преподавателя).
4. Результаты измерений занесите в таблицу 3.
Таблица 3
| , мм
| t, c | ... | ||
 , мм
| ||||
|
5.Постройте по данным таблицы 3 график 
(см. рис. 3).
6.Продолжите график до пересечения с осью , найдите 
. Вычислите по формуле (14).
7. Рассчитайте экспериментальное значение по формуле (12) и сравните с теоретическим значением для воздуха, рассчитанным по формуле (9).
Задание 3.
Определение изменение температуры при адиабатическом расширении воздуха
1. Запишите по приборам в лаборатории комнатную температуру и атмосферное давление 
.
2. Запишите уравнение адиабатического процесса для состояний 1,2 на рис.2, используя формулу (3):
(17)
3. Найдите температуру Т в конце процесса адиабатического расширения
, где 
( 
- плотность жидкости в манометре.
4. Рассчитайте изменение температуры 
.
5. Сделайте вывод о причине изменения температуры 
.
Вопросы для контроля.
1. Объясните ход эксперимента и результаты расчета.
2. Назовите процессы показанные на рис.2.
3.Запишите уравнения для вывода формулы (12).
4. Сформулируйте первое начало термодинамики.
5. Как выражается внутренняя энергия идеального газа через число степеней свободы молекул?
6.Как вычисляется работа расширения газа?
7.Дайте определения молярной, удельной теплоёмкостью? Как вычисляется количество теплоты 
?
8.Как вычисляются молярные теплоемкости идеального газа в изобарном и изохорном процессах?