Порядок выполнения работы
В опыте исследуемым газом является воздух. В начале опыта при закрытом кране надо подкачивать воздух в баллон до тех пор пока разность уровней в коленах манометра не будет равна 25 - 30 см. Через некоторое время (около 2 – 3 минут), когда температура воздуха в баллоне сравняется с температурой окружающей среды, по манометру определяется избыточное давление р1 (h1 пропорционально р1). Оно отсчитывается по разности уровней h1 в коленах манометра. Газ занимает состояние 1. Затем кран открывают, соединяя баллон с атмосферой и, дождавшись, когда воздух перестанет выходить из баллона, закрывают. (На установке с металлическим баллоном для выхода воздуха из баллона нажимают клапан, помеченный буквой К, а после выхода газа из баллона клапан отпускают).
Давление в баллоне упадет до атмосферного, и температура несколько понизится. Через некоторое время (около 2 – 3 минут) благодаря теплообмену температура в баллоне повышается до комнатной. В связи с этим давление в баллоне повысится и установится постоянным. В этот момент надо измерить разность уровней h2. Полученные показания h1 и h2 занести в таблицу. Весь опыт повторить десять раз.
Обработка результатов измерений
Вычислите по формуле (5), после чего оцените среднее значение :
(
)/n
и величину S
S
,
где n - число измерений.
Результаты вычислений представьте в виде:
S
(здесь - коэффициент Стьюдента). Значение доверительной вероятности выбрать равной 0,9.
Оцените относительную погрешность вычисления :
(S / ) 100 %.
Значение сравните с теоретическим, вычисленным по формуле (1), предполагая, что воздух является смесью двухатомных идеальных газов.
4. Таблицы и графики.
Таблица 1. Измерения для определения величины отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме
Измеряемые и расчётные величины |
Номер опыта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
h1 |
260 |
165 |
164 |
164 |
155 |
165 |
165 |
165 |
165 |
164 |
h2 |
35 |
25 |
30 |
35 |
35 |
36 |
33 |
29 |
36 |
27 |
h1 h2 |
225 |
140 |
134 |
129 |
120 |
129 |
132 |
136 |
129 |
127 |
12 |
1.1556 |
1.2429 |
1.224 |
1.2713 |
1.2917 |
1.279 |
1.25 |
1.213 |
1.279 |
1.291 |
h1 / (h1 h2)