Порядок выполнения работы. 1. После разрешения преподавателя тумблером в модуле «СЕТЬ» подайте на установку напряжение 220 В

1. После разрешения преподавателя тумблером в модуле «СЕТЬ» подайте на установку напряжение 220 В. При этом на панели модуля загорится сигнальная лампа (светодиод).

2. Включите подачу воздуха в колбу, установив тумблер в модуле «ВОЗДУХ» в положение «ВКЛ.». При этом загорится светодиод, и начнет работать микрокомпрессор. Внимательно следите за подъемом уровня воды в левой трубке манометра. Этот уровень во всех случаях не должен превышать 200 дел. по шкале манометра. После достижения рабочего давления в 3,0 – 3,5 кПа выключите тумблер в модуле «ВОЗДУХ».

3. Через 10 - 15 с произведите отсчет давления p_М1 по манометру (по разности уровней воды в его трубках). Занесите это значение давления p_М1 в таблицу.

4. Немного поверните ручку пневмоклапана «АТМОСФЕРА» по часовой стрелке, и, как только уровни воды в трубках манометра установятся на нуле, верните ручку пневмоклапана в исходное положение.

5. Следите за подъемом давления в колбе, и после того как положения уровня воды в трубках перестанут изменяться, запишите в таблицу величину давления p_М2.

6. Все действия и измерения повторите еще 4 раза. Рассчитайте величины γ₁,…, γ₅ по формуле (3) и найдите среднее значение <γ>.

7. Рассчитайте абсолютную погрешность Δγ, приняв ее равной стандартной погрешности:

и занесите значение Δγ в таблицу.

Найдите относительную погрешность измерений и занесите значение δγ в таблицу.

Таблица

8. Запишите окончательный результат работы в виде: γ = <γ>±Δγ с относительной погрешностью δγ = ….%.

Контрольные вопросы

1. Какой газ принято считать идеальным?

2. Какие изопроцессы Вы знаете? Запишите уравнения этих процессов.

3. Как связаны величины молярных теплоёмкостей C_V и C_p между собой? Какая из этих величин больше и почему?

4. Как связаны величины молярных теплоёмкостей C_V и C_p идеального газа с числом степеней свободы его молекул?

5. На основании полученного экспериментально в данной лабораторной работе значения γ для воздуха сделайте заключение о строении молекул основных газов в его составе.

6. Для тестов, приведенных далее, выберите правильный вариант ответа:

Задание № 1

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движения, средняя кинетическая энергия молекул азота (N₂) равна ...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) kT/2 ; 2) 3kT/2; 3) 5kT/2; 4) 3kT; 5) 7kT/2

Задание № 2

Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T₀, p₀, V₀,

где Т – термодинамическая температура, р – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния (р₀, V₀ ) в состояние

(2р₀, V_o/3). При этом его внутренняя энергия...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) не изменилась; 2) уменьшилась;3) увеличилась.

Задание № 3

Если DU – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа,

Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для адиабатного расширения газа справедливы соотношения...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Q>0; A>0; DU=0; 2) Q<0; A<0; DU=0;

3) Q=0; A<0; DU>0; 4) Q=0; A>0; DU<0.

Задание № 4

Если DU – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа,

Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изотермического сжатия газа справедливы соотношения...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Q=0; A<0; DU>0; 2) Q<0; A>0; DU=0;

3) Q>0; A<0; DU<0; 4) Q<0; A<0; DU=0.

Задание № 5

Если DU – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа,

Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изобарного расширения газа справедливы соотношения...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Q=0; A>0; DU<0; 2) Q>0; A>0; DU>0;

3) Q<0; A<0; DU>0; 4) Q>0; A>0; DU=0.

Задание № 6

Если DU – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа,

Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изохорного нагревания газа справедливы соотношения...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Q=0; A<0; DU>0; 2) Q<0; A=0; DU>0;

3) Q>0; A=0; DU>0; 4) Q>0; A>0; DU>0.

Задание № 7

Давление идеального газа в сосуде уменьшилось в 4 раза, а его абсолютная температура понизилась вдвое. Сколько газа (в %) выпустили из сосуда?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 20 %; 2) 40 %; 3) 50 %; 4) 80 %.

Задание № 8

Если в открытом сосуде увеличить абсолютную температуру идеального газа вдвое, то как изменится в результате этого концентрация молекул газа в сосуде?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) уменьшится вдвое; 2) увеличится вдвое;

3) уменьшится в 4 раза; 4) не изменится.

Задание № 9

Какая часть переданного одноатомному газу теплоты Q при изобарном нагревании идет на увеличение его внутренней энергии?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 0,2 Q; 2) 0,4 Q; 3) 0,5 Q; 4) 0,6 Q.

Задание № 10

При адиабатическом сжатии 4 г гелия (М = 4·10^-3 кг/моль) совершена работа 600 Дж. Чему равно изменение температуры гелия в этом процессе?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) –72 К; 2) –24 К; 3) 0 К; 4) 48 К.

Задание № 11

Какую работу совершил одноатомный газ в процессе, изображённом на pV - диаграмме?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 1,5 кДж;

2) 2,5 кДж;

3) 3 кДж;

4) 4 кДж

Задание № 12

На графике показана зависимость температуры от давления идеального одноатомного газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Количество теплоты, полученное газом, равно…

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 0 кДж;

2) 10 кДж;

3) 20 кДж;

4) 40 кДж;