Л.Р.ТФ_4. Теплоёмкость идеального газа
![]()
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ПО ТЕПЛОФИЗИКЕ № 4 ТЕПЛОЁМКОСТЬ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗАОзнакомьтесь с теорией в конспекте и учебнике (Савельев, т. 1, § 105). Запустите программу. Выберите «Термодинамика и молекулярная физика», «Теплоёмкость идеального газа». ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Знакомство с компьютерными моделями идеального газа. Знакомство с понятием теплоемкости идеального газа. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ: Для того, чтобы изменить температуру тела, к нему необходимо подвести некоторое количество теплоты. Отношение количества теплоты ΔQ к изменению температуры ΔT называют теплоемкостью тела. СТЕЛА = ![]() Удобно понятие теплоемкости относить к 1 молю вещества (молярная теплоемкость): ![]() В случае газа теплоемкость сильно зависит от рассматриваемого процесса, так как газы при нагревании или охлаждении могут изменять объем и совершать работу, величина которой зависит от процесса. Например, теплоемкость газа в изохорическом процессе СV меньше, чем теплоемкость в изобарическом процессе CP. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ: СV = ![]() ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ идеального газа, молекулы которого имеют i степеней свободы CP = ![]() Молярные теплоемкости и связаны соотношением Р. Майера: CV+CP=R, где R=8.31 Дж/(моль К) - универсальная газовая постоянная. Для одного моля одноатомного газа. ОТНОШЕНИЕ ![]() МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ Внимательно рассмотрите картинку на рисунке. Ознакомьтесь с графиками в правой части изображения. Зарисуйте необходимое в свой конспект лабораторной работы. Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений. ![]() ИЗМЕРЕНИЯ: Запустите программу. Нажмите мышью кнопку «Старт» на экране и наблюдайте перемещение белых точек по кривым. Попробуйте останавливать процесс нажатием кнопки «СТОП». Последующий запуск процесса осуществляется нажатием кнопки «Старт». Нажмите мышью кнопку «Старт» и «ВЫБОР». Установите значение процесса «V=const». Снова нажмите «СТАРТ». Через каждые значения ΔТ=100° запишите значения давления, объёма, температуры, внутренней энергии, работы газа и теплоты в таблицу. Рассчитайте значение темпоёмкости для каждого значения температуры. Установите значение процесса «Р=const». Снова нажмите «СТАРТ». И повторите пункты 3 и 4. Постройте зависимость теплоёмкости от температуры. Сделайте вывод. ТАБЛИЦА. Результаты измерений
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА: Зарисуйте в координатах «давление-объём» все три функции. Определите в каком случае наибольшее и наименьшее изменение работы, наибольшее и наименьшее изменение внутренней энергии и теплоты. Запишите ответы и проанализируйте ответы и графики. Вопросы и задания для самоконтроля Дайте определение внутренней энергии газа. Что такое теплота? Как будет определяться внутренняя энергия в различных термодинамических процессах? Как будет определяться теплота в различных термодинамических процессах? Дайте определения теплоёмкости. Перечислите различные виды теплоёмкости. Их математические определения. Соотношения Майера. Теплоёмкость при различных процессах. Константа адиабатического процесса. Связь теплоёмкости при различных процессов с числом степеней свободы молекулы газа. |