Нефти и газа им. И. М. Губкина
IV. Порядок выполнения работы
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Lab150
IV. Порядок выполнения работы
Таблица
V. Обработка результатов измерений
VI. Контрольные вопросы Дайте определение удельной и молярной теплоемкостей при а) постоянном давлении; б) при постоянном объеме. Выведите соотношение между теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме. Какие процессы изменения состояния воздуха имеют место в данной работе? Чему равен показатель в уравнении Пуассона? Каково его численное значение для одноатомного и многоатомного газов? Вычислите теоретическое значение для воздуха, считая его двухатомным газом. Какой процесс называется адиабатическим? Выведите уравнение адиабатического процесса. Какой процесс называется изохорическим? изотермическим? изобарическим? Нарисуйте в координатах p,V графики этих процессов. Как меняется внутренняя энергия газа при адиабатическом процессе? Как меняется температура газа при адиабатическом процессе? Выведите формулу, выражающую зависимость молярной теплоемкости идеального газа при постоянном давлении от числа степеней свободы молекулы. Лабораторная работа № 151 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА ПО ЗНАЧЕНИЮ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ I. Цель и содержание работы Целью настоящей работы является изучение метода измерения отношения удельных теплоемкостей по значению скорости звуковых волн. Содержание работы состоит в измерении скорости распространения звука в воздухе и определении . II. Краткая теория работы (Предварительно следует изучить краткую теорию к лабораторной работе № 150.) Рассмотри процессы, протекающие при распространении звуковой волны в газе. Пусть в газ помещена пластина больших размеров, совершающая колебательное движение вдоль нормали к ней. Движение пластины будет вызывать повышение давления газа в прилегающем слое с той стороны, куда направлена мгновенная скорость пластины, и разрежение – с противоположной стороны. Вследствие движения молекул газа сжатие и разрежение будут передаваться от слоя к слою. В газе возникнут чередующиеся слои сжатия и разрежения, движущиеся вдоль нормали к пластине, то есть будет распространяться волна. Для определения скорости распространения этой волны рассмотрим движение некоторой области сжатия. Пусть давление в некоторой части газа отличается от среднего значения на p, а плотность – на . Через площадку , перпендикулярную направлению движения области сжатия, за время t проходит в направлении распространения волны избыточная масса . Суммарный импульс, перенесенный частицами газа через площадку , равен . По второму закону Ньютона, этот импульс равен , а сила связана с разностью давлений по обе стороны площадки соотношением . Следовательно,
В обычных условиях изменение давления p и плотности в звуковой волне малы по сравнению со средним значением давления и плотности соответственно. Поэтому отношение можно заменить на производную , и формула (1) примет вид:
В звуковой волне, распространяющейся в воздухе, сжатия и разрежения происходят столь быстро, что обмен теплом между соседними слоями воздуха не успевает произойти. Это позволяет считать процесс распространения звука в воздухе адиабатическим. Уравнение адиабатического процесса имеет следующий вид:
С учетом выражения плотности найдем:
Используя уравнение (3) и формулу (2), получим или
Скорость звука в данной работе измеряется методом сложения колебаний (См. также лабораторную работу № 148). Рис.1. Общая схема установки жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||