Лабораторная работа 11 Определение отношения теплоёмкости воздуха при постоянном давлении к теплоёмкости воздуха при постоянном. Лабораторная работа 11 По дисциплине Физика ( наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
 Скачать 77.12 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра общей и технической физики ОТЧЁТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 По дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы: Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны Выполнил: студент группы БТБ-22 Куликов К.И. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: _________ (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2023 Цель работы Определить показатель адиабаты методом стоячей звуковой волны. Краткое теоретическое содержание А) Явление, изучаемое в работе: распространение звуковой волны в закрытой цилиндрической трубе, заполненной воздухом. Б) Определения основных физических величин и понятий АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС – это процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой, а внешняя работа совершается за счёт изменения внутренней энергии этой системы. ПОКАЗАТЕЛЬ АДИАБАТЫ  (1)ТЕПЛОЕМКОСТЬ – величина, равная количеству теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1 Кельвин. СТОЯЧАЯ ВОЛНА – волна, возникающая в результате наложения двух встречных волн исходной и её отражения от преграды. ПУЧНОСТЬ — участок стоячей волны, в котором колебания имеют наибольшую амплитуду. ЧАСТОТА — физическая величина, характеристика колебания звуковой волны. ДЛИНА ВОЛНЫ — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. В) Законы и соотношения Уравнением Пуассона  , (2)Уравнение Менделеева-Клапейрона  , (3)где p –давление, Па; V – объем, м3; ν – количество вещества, моль; R – универсальная газовая постоянная,  ;T – абсолютная температура, К. Схема установки  Пояснения ЗГ – звуковой генератор мкV – микровольтметр Ч – частотометр М – неподвижный микрофон Т – телефон Основные расчётные формулы Расстояние между ближайшими пучностями  (4) – последующее положение, при котором показания микровольтметра максимальны, м; – предыдущее положение, при котором показания микровольтметра максимальны, мСреднее расстояние между ближайшими пучностями  , м (5)где n – число расстояний между пучностями в одном опыте Фазовая скорость волны  (6)где  – длина волны, м; – частота волны, Гц.Длина бегущей волны  (7) Показатель адиабаты  , (8)где  – молярная масса газа (воздуха), кг/моль;R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль*К); Т – абсолютная температура, К. Среднее арифметическое значение показателя адиабаты  (9)Погрешности прямых измерений Абсолютная погрешность измерения: Температуры ΔТ = 0,1 °C Частоты Δν = 10 Гц Измерительной ленты Δl = 0,001 м Погрешность косвенных измерений Абсолютная погрешность измерения показателя адиабаты  (10)Относительная погрешность косвенных измерений  (11)где  - экспериментальное значение показателя адиабаты; - среднее арифметическое значение показателя адиабаты.Исходные данные = 2,9* кг/моль;R = 8.31 Дж/ (моль*К); T = 23,2◦С = 296,2 К; = 1000-1800 Гц.Результаты измерений и вычислений Таблица 1
Пример расчёта Для первого опыта        Погрешности косвенных измерений Абсолютная погрешность косвенных измерений  Относительная погрешность измерений  Сравнительная оценка результата Теоретическое значение показателя адиабаты воздуха  = 1,40Расхождение теоретического и экспериментального значений  Окончательный результат  Вывод Процесс нельзя назвать полностью адиабатным, так как в ходе работы происходит теплообмен с окружающей средой. Данный вывод удалось сделать на основании относительной погрешности измерений, которая составляет 0,0857, что вызвано неидеальным методом измерения показателя адиабаты в лабораторных условиях. Несмотря на это, при уменьшении влияния человеческого фактора, опыт может привести к довольно точному результату. |
