КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
С учётом теплообменаВ этом случае, чтобы использовать уравнение (3.16) и график на рис. 3.3, нужно обеспечить одинаковые начальные условия: давление р1 и температуру Т1. Будем считать, что второе условие заведомо выполняется, а для выполнения первого условия следует накачивать воздух в баллон до одного и того же значения H. Достаточно приемлемые результаты получаются, если производить накачивание каждый раз с атмосферного давления, в медленном темпе, с одинаковым числом качков насоса. 1. Откройте кран K (см. рис. 3.1) и, выждав около минуты, закройте его. 2. Создайте в баллоне избыточное давление, накачивая воздух в баллон. Следите при этом за показаниями манометра и считайте число качков. 3. Дождитесь, пока температура в сосуде не сравняется с температурой в лаборатории. Определите по манометру величину H0 и запишите в табл. 3.1. 4. Откройте кран K одновременно с включением секундомера и через время t1 быстро закройте его. Значение времени t1 задаёт преподаватель. Его нужно записать в табл. 3.1 числом (например, 4,0 с вместо t1) 5. Выждите, пока давление в баллоне не стабилизируется, определите по манометру величину h', запишите в табл. 3.1 в столбец с t = t1. Таблица 3.1
6. Проведите аналогичные измерения по пп. 1–5, оставляя кран открытым в течение времени tn = nt1, где п = 2, 3, 4, 5. Значения tn, h', H0 записывайте в табл. 3.1. Последний столбец таблицы заполняется после расчётов и построения графика (см. рис. 3.3)
Анализ и обработка результатов измерений 1. Найдите значения lnh' и среднее значение áH0ñ, занесите их в табл. 3.1. 2. По данным из табл. 3.1 постройте график зависимости lnh' от времени t. В соответствии с правилами построения графиков начальное значение масштаба по оси lnh' выбирается близким к минимальному значению lnh' из табл. 3.1. 3. Определите по графику lnh0 (см. рис. 3.3), запишите в табл. 3.1. 4. По найденному логарифму определите h0 и по формуле (3.14) вычислите уточнённое значение показателя адиабаты g0. 5. Оцените погрешности определения g0 этим способом (см. определение погрешности косвенных измерений, стр. 9). 6. По полученному среднему значению показателя адиабаты вычислите экспериментальные значения числа i степеней свободы молекул воздуха. 7. Найдите теоретическое значение iтеор, руководствуясь химическим составом воздуха (см. табл. П3). 8. Сравните полученное Вами экспериментальное значение числа степеней свободы с теоретическим значением и оцените степень несовпадения в процентах. 9. Сформулируйте и запишите обобщающий вывод.
Контрольные вопросы 1. Дайте определения: адиабатического и изотермического процессов, числа степеней свободы молекулы газа, удельной и молярной теплоемкости вещества. Письменный ответ на этот вопрос необходимо включить в отчёт. 2. Каковы цели лабораторной работы и что нужно сделать для их достижения? 3. Назовите составные части лабораторной установки и их назначение. 4. Какие величины измеряются в данной работе непосредственно? Какие вычисляются? 5. Дайте определения и единицы измерения теплоёмкостей: а) системы (тела); б) удельной; в) молярной. 6. Запишите 1 закон термодинамики для адиабатического, изотермического и изохорного процессов. 7. Почему теплоёмкость газа зависит от условий передачи тепла газу? 8. Чему равны молярные теплоёмкости при р = const и при V = const? 9. Выведите расчётную формулу для определения числа степеней свободы молекул газа по его показателю адиабаты. 10. Каковы теоретические значения показателя адиабаты для одноатомного, двухатомного и трёхатомного газов? 11. Опишите состояния газа и процессы на диаграмме p–V (см. рис. 3.2). 12. Выведите формулы (3.7), (3.8), (3.12)–(3.14). 13. Дайте определение адиабатического процесса и запишите его уравнение. Сравните уравнения и графики изотермического и адиабатического процессов. 14. Как изменяются температура и внутренняя энергия газа при адиабатическом процессе? 15. Что называется числом степеней свободы? Чему равно это число для газов с различным числом атомов в молекуле?
|