Главная | Обратная связь

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

·Приготовьте таблицы для записи результатов измерений и последующей их обработки;

Таблица 1

Комнатная температура	t =
Атмосферное давление (в мм водяного столба)	Ратм =

Р_атм также как h₁ и h₂ измеряется в мм водного столба. Переход от показаний барометра в мм ртутного столба к мм водяного столба производится умножением Р_атм в мм рт. ст. на отношение плотности ртути к плотности воды:

Таблица 2

№ п/п	h1	h2	api	ap	api - ap	Dap
...

 

· Определите комнатную температуру и, с помощью барометра-анероида, величину атмосферного давления Р_атм. Переведите показания барометра в мм водяного столба.

· Проверьте, открыты ли вентили В₁ иВ₂.

· Убедитесь, что сосуд Б заполнен тающим льдом. Можно вместо льда применять снег. При этом его нужно разбавить водой до состояния жидкой каши.

· Перекройте вентиль В₁. Поместите колбу в сосуд со льдом. Подождите несколько минут, чтобы воздух в колбе принял температуру льда. После этого запишите значение разности уровней воды в манометре.

· Выньте колбу изо льда, оботрите от воды и дайте ей прогреться до комнатной температуры. При этом уровни жидкости в коленах манометра М₁ должны принять прежнее положение, которое у них было до измерения.

· Грушей Г создайте такое давление, чтобы уровни воды в коленах манометра М₁ заняли то же положение, что и в этом случае, когда колба была погружена в лед.

· Перекройте вентиль В₂ и определите h₂ – разность уровней воды в коленах манометра М₂. Занесите значение h₂ в Таблицу 2.

· Повторите опыт 5-6 раз.

· Найдите величины a_pi в каждом опыте, среднее значение и среднюю квадратичную погрешность Da_р.

·Результат представьте в виде:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется идеальным газом?

2. Сильно ли свойства идеального газа отличаются от свойств реальных газов при давлениях порядка атмосферного и температурах порядка комнатных?

3. Что называется термическим коэффициентом давления?

4. Чему он равен для идеального газа?

5. Что представляет собой величина Р_о в формуле (1)?

6. Выведите формулу (1).

7. Одной из причин больших погрешностей в определении a_p может быть вода, попавшая в колбу. Почему вода сильно влияет на точность результатов? Какую погрешность вносит вода - увеличивается из-за нее a_p, или наоборот, уменьшается? Воспользовавшись таблицами зависимости давления насыщенного пара от температуры, оцените величину a_p в этом случае.

 

 

РАБОТА № 22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ С_Р/С_V ДЛЯ ВОЗДУХА МЕТОДОМ КЛЕМАНА–ДЕЗОРМА

Приборы и принадлежности: прибор Клемана-Дезорма, насос.

Цель работы: определить отношение C_P/С_V для воздуха методом Клемана-Дезорма.

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ С_Р/С_V И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Пусть в некотором объеме V находится воздух, предварительно сжатый до давления, несколько превышающего атмосферное давление при комнатной температуре. Откроем на короткое время кран баллона, через который он соединен с атмосферой. Тем самым воздух баллона достаточно быстро, а, значит адиабатически, расширится и давление в баллоне станет равным атмосферному. Затем кран перекрывается, и в баллоне остается часть первоначальной массы газа.

Перед открытием крана давление в баллоне было больше атмосферного на некоторую величину H[1]:

P₁=P_атм+H (1),

а температура была комнатной:

T₁=T_комн (2).

После того, как кран открыли, давление упало до Р₂ = Р_атм., а температура газа в сосуде стала ниже комнатной: Т₂ < Т₁. Так как расширение газа происходило адиабатически, то давление и температура связаны уравнением адиабаты:

Откуда:

(2).

После того как воздух адиабатически расширился, кран перекрывают, и воздух в сосуде изохорически нагревается, его температура поднимается до T₃=T₁=T_комн, а давление возрастает до некоторого значения Р₃ > Р_атм, которое мы запишем как:

P₃=P_атм+h (3).

График этого процесса изображен на рисунке 1. Участок 2–3 изохора, на которой Р₂ и Т₂ связаны с Р₃ и Т₃ соотношением:

Записав это отношение в виде и подставив его в (2), получим: .

Возведя затем это соотношение в степень g и выразив с помощью (1) и (3) Р₁ и Р₃ через Р₂, h и H, соответственно, получим:

Поделим затем обе стороны этого равенства на Р₂:

.

Взяв логарифм от обеих частей этого равенства, получим:

Т.к. h/Р₂áá1, Н/Р₂ áá1, то разлагая каждый из логарифмов по формуле Тейлора до линейных членов[2], получим:

,

откуда

(4)