Изучение теплоемкости - файл n1.doc

Изучение теплоемкости
скачать (40 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc40kb.06.11.2012 09:47скачать

n1.doc

Московский Государственный Авиационный Институт


(Технический Университет) филиал "Восход"

Кафедра ОТД


Тема: Определение отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.


Лабораторная работа № 35

по курсу физики (раздел термодинамика)

ОТЧЁТ


Проверил доцент ____________________________ Ким В.А.
"____ " ______________ 2000 г.


Выполнил студент __________________________ Пак Ю.Ю.

гр.ДВМ 1-54
"____ " ______________ 2000 г.

Байконур 2000 г.
Цель работы: Определение отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.

Приборы и принадлежности: 1)прибор для отношения теплоемкостей Ср и Сv; 2)нагнетающий насос; 3) манометр.
1. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Отношение теплоемкостей Сv/Сp определяют с помощью прибора, который состоит из стеклянного баллона 1, соединенным с открытым водяным манометром 2. Трехходовый кран 3 может соединять стеклянный баллон с атмосферой, а также (с помощью крана 4) с насосом. Для определения Сv/Сp вначале баллон 1 при помощи крана 3 соединяют с атмосферой. Затем переключают кран на насос, который накачивает в баллон небольшое количество воздуха. Давление и температура при этом в баллоне становятся равными p1` и T1`. Из-за теплопроводности стенок баллона воздух изохорически охлаждается, и через некоторое время температура и давление становятся равными Т1 и р1. В манометре установится разность уровней h1.

Состояние газа в баллоне примет параметры р1,V1,T1;
p1=p0+h1 (5.1)
где р0 - атмосферное давление; V1 – объем одного моля.

В координатах р,V это состояние соответствует точке 1.

Если теперь быстро открыть и закрыть кран, то произойдет адиабатическое расширение воздуха в баллоне. Давление понизится до атмосферного р0, объем моля увеличится до значения V2, а температура уменьшится до Т2. Воздух перейдет в состояние II с параметрами р0,V2,T2.

Вследствие теплопроводности стенок, температура воздуха в баллоне начинает повышаться изохорически, давление при этом будет увеличиваться. Наконец температура воздуха в баллоне станет равной температуре окружающей среды Т1, давление при этом возрастет до:
p20+h2 (5.2)
где h2 –разность уровней манометра.

Параметры состояния III будут р2,V2, T1.

В результате опыта имеем 3 состояния:

1 состояние: р1,V1,T1;

2 состояние: р0,V2,T2;

3 состояние: р2,V2, T1;

Переход из состояния 1 в состояние 2 происходит адиабатически. Используя уравнение адиабаты в переменных Т, р, получаем:

(5.3)

Поэтому .

Процесс перехода из состояния 2 в состояние 3 изохорический, следовательно,

(5.4)

Подставив в уравнения (5.3) и (5.4) значения р1 и р2 и (5.1) и (5.2), получим:

и ,

откуда .

Разлагая обе части уравнения в ряд и считая, что величины и <<1, можно ограничиться лишь двумя членами ряда:4

.

Тогда величина  примет вид: .

2. ПОРЯДОК ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ




h1, мм

h2, мм

1

175

32

2

181

34

3

195

36

4

200

37

5

180

33

6

205

38

7

183

35

8

215

41

9

201

38

10

198

37


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации