8

Московский государственный университет путей сообщения рф (миит) Кафедра «Физика-2»

Группа УПП-141 К работе допущен____________________________

(Дата, подпись преподавателя)

Студент Щеглова Е.А. Работа выполнена____________________________

(ФИО студента) (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов И.В. Отчёт принят________________________________ (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 11 ,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА .

(Название лабораторной работы)

Цель работы: Определение величины отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме .

Кран

h

Насос Баллон Манометр

Рис.1Лабораторный стенд.

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Первый закон термодинамики утверждает, что количество теплоты Q, сообщенное газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа U и на работу А, совершаемую газом:

Q = U + A.

Теплоемкостью газа называется величина равная количеству теплоты, необходимой для нагревания данной массы газа на один кельвин.

С = lim Q/T = dQ/dT.

T0

Теплоемкость единицы массы газа называется удельной теплоем-костью. Теплоемкость одного моля называется молярной теплоемкостью.

Приращение внутренней энергии идеального газа U, при изменении температуры Т, определяется выражением:

U = m /  i /2  R T,

где i - число степеней свободы, т.е. число независимых параметров определяющих положение и ориентацию молекулы в пространстве,  - молярная масса газа. Число степеней свободы можно вычислить по формуле

i = 3N  К,

где N – количество атомов образующих молекулу, а К – число жестких связей между этими атомами.

При постоянном объеме А = 0. В этом случае Q = U. Теплоемкость газа при постоянном объеме

C_v = .

Работа газа при постоянном давлении

A = p  V = m /  R T.

Таким образом, теплоемкость газа при постоянном давлении

C_p = m /  (i /2  R + R).

Отношение теплоемкостей для данной массы идеального газа зависит от числа атомов в молекуле и определяется числом степеней свободы.

 = C_p / C_v = ( i + 2) / i . (1)

Приведенная формула верна и для смеси идеальных газов с одинаковым числом степеней свободы.