Адиабатический процесс.
Цель работы:
Знакомство с компьютерной моделью, описывающей адиабатический процесс;
Экспериментальное подтверждение закономерностей адиабатического процесса;
Экспериментальное определение показателя адиабаты, количества степеней свободы и структуры молекул газа в данной модели.
Краткая теория:
Основные положения молекулярно- кинетической теории:
Все тела состоят из молекул, разделенных промежутками
Между молекулами существуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания
Молекулы находятся в постоянном хаотичном движении, скорость которого зависит от температуры.
Параметры, характеризующие систему в целом, называются параметрами состояния . К параметрам состояния относятся температура, давление, объем.
Равновесным состоянием называется состояние системы, остающееся неизменным сколь угодно долго при неизменных внешних условиях.
Идеальный газ- газ, молекулы которого представляют собой материальные точки, между которыми отсутствует взаимодействие, а столкновения между молекулами и стенками сосуда абсолютно упругие.
Изопроцессом называется процесс, происходящий при одном фиксированном макроскопическом параметре. К изопроцессам относятся: изотермический, изобарный, изохорный процесс.
Уравнение
Клапейрона_ Менделеева
(уравнение состояния идеального газа)
Основное уравнение Молекулярно- кинетической теории:
Степени свободы это число независимых координат, полностью описывающие положение молекулы в пространстве.
Адиабатический процесс – это процесс, происходящий при отсутствии теплообмена с окружающей средой. К адиабатическим относятся все быстро протекающие процессы.
Порядок измерений:
Откройте в разделе « Термодинамика и молекулярная физика» работу «Адиабатический процесс».
Установите значение температуры, равное Т= К.
Установите значение объема V= 40
Работая в режиме « стробоскопа», запишите в таблицу значения температуры и давления при значениях объемов: 15, 20, 25, 30, 35, 40
Вычислите и запишите в таблицу значения ln p и
.
V, |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
T,К |
|
|
|
|
|
|
P,кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln p |
|
|
|
|
|
|
Измените значение температуры на Т= К, повторите измерения, занося данные в
V, |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
T,К |
|
|
|
|
|
|
P,кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln p |
|
|
|
|
|
|
По данным таблиц постройте на одном листе график зависимости логарифма давления (ось Y) от логарифма объема ( ось X).
По графику определите коэффициент Пуассона
.
Воспользуйтесь формулой:
=
Определите число степеней свободы молекулы газа, структура которого близка к наблюдаемой:
9.
=
10. Сделайте вывод о структуре молекулы газа, исследуемого в данном опыте.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________