К6ГШ7Н. Отчет ЛАБ6. Лабораторная работа 6 по дисциплине Физика Определение отношения молярных теплоемкостей СрСv для воздуха (тема)
 Скачать 19.36 Kb.
|
|
Лабораторная работа № 6 по дисциплине «Физика» Определение отношения молярных теплоемкостей Ср\Сv для воздуха (тема)
Цель работы – определить отношение g= Cp/Cv методом стоячей звуковой волны. Краткое теоретическое содержание а) Процессы, изучаемые в работе: Колебательный процесс, который происходит в результате сжатия и разряжения воздуха в установке и который создает звуковую волну. b) Определения (основных физических понятий, процессов, объектов и величин): Адиабатический процесс - термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством. Волна – колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени. Звуковые волны – распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16 – 20 000 Гц. Стоячие волны – волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. Образование стоячих волн наблюдают при интерференции бегущей и отраженной волн. Частота колебаний – число полных колебаний, совершаемых в единицу времени. Амплитуда – модуль наибольшего смещения от положения равновесия. Длина волны – расстояние между двумя ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе. Пучности стоячей волны – точки, в которых амплитуда максимальна. Узлы стоячей волны – точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю. Скорость бегущей волны – скорость распространения колебаний в упругой среде. = , где - частота колебаний, - длина волны c) Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы): Уравнение Пуассона для адиабатического процесса: pVg = const, где g= Cp/Cv - отношение теплоемкостей, p – давление газа, V – объем газа Уравнение Менделеева – Клапейрона: pV= MRT/ , где - молярная масса. T- абсолютная температура, R- универсальная газовая постоянная Теоретически ожидаемый результат В результате работы нужно получить коэффициент Пуассона для воздуха, близкий по значению к теоретическому, который равен gтеор =1,4 Схема экспериментальной установки ЗГ – звуковой генератор М – микрофон Ч – частотомер мкV – микровольтметр Т – телефон Основные расчетные формулы Формула для вычисления разности между соседними отсчетами для всех наблюдавшихся пучностей: lk=lk – lk – 1 Формула для вычисления длины бегущей волны: = 2, где - среднее расстояние между пучностями Формула для расчета скорости бегущей волны: = Формула для расчета g: Формула для расчета погрешности косвенных измерений: где n- число опытов; gi – значение g в каждом отдельном случае. Погрешность прямых измерений: ∆T= 0,1 ºС ∆ = 10 Гц ∆l = 1-2 м Результаты измерений и расчетов
Вычисления Нахождение 1= 0,168*2=0,336 м Нахождение 1=1000*0,336=336 м/c Нахождение g g1= =1,33 g2= = 1,41 Нахождение = = 1,4 Вычисление погрешности косвенных измерений = 0,02 Результат g = g = (1,400,02) Вывод: Таким образом, в ходе лабораторной работы было выявлено отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны. Почти все полученные результаты измерений при разных частотах имеют приблизительно одинаковое значение, некоторую разницу в результатах можно объяснить тем, что в ходе работы при перемещении телефона микровольтметр показывал максимальное значение не на конкретном участке, а на небольшом промежутке длиной в 2-3 мм. Вычислив среднее значение g, которое приблизительно равно теоретическому значению коэффициента Пуассона для воздуха g=1,4 , определили, что все измерения были верны, и данная методика приемлема для определения отношения в лабораторных условиях. |