4. Порядок выполнения работы.

1. Подключить экспериментальную установку к электросети, соблюдая технику безопасности (рис.3.1).

2. Насосом 7 накачать в баллон 1 воздух через напускной клапан 9 так, чтобы разность уровней жидкости в манометре3 стала равной 25 – 30 см. Температура в баллоне при этом увеличилась.

3. Закрыв клапан 9, выждать 5-10 мин. пока температура воздуха в баллоне не станет равной температуре окружающей среды. Провести дополнительную регулировку разности уровней – Н (в дальнейших опытах начальную разность уровней рекомендуется поддерживать постоянной). По нижнему краю мениска определить уровни жидкости L₁ и L₂ в коленах манометра; записать значения L₁ и L₂ , Н= L₁ - L₂ в таблицу 1.

4. Резко нажать на клапан «сброс» 5, соединив баллон с атмосферой и одновременно включить секундомер. Выдержать клапан открытым в течение выбранного времени ; после чего отпустить его, замкнув объём баллона.

В результате адиабатного расширения воздуха в баллоне его температура понизилась. Это вызывает протекания изохорного теплообмена с окружающей средой, который несколько повышает величину давления в баллоне. Через 5 – 7 минут температуры выравниваются, и уровни жидкости в манометре стабилизируются. Необходимо определить уровни L₁( ) и L₂( ), записать их значения и величину h= L₁( ) – L₂( ) в таблицу 1.

5. . Повторить опыты (пункты 2-4) не менее пяти раз для разных значений . Рекомендуемые значения : 1, 2, 3, 4, 5 секунд. Необходимо следить за тем, чтобы начальная разность уровней Н была одинаковой.

Примечание: Нагнетать воздух в баллон целесообразно медленно, чтобы избежать значительного повышения температуры в баллоне. Нагнетание воздуха в баллон не должно превышать допустимого уровня избыточного давления для U-образного манометра.

5. Данные для расчетов и таблица результатов измерений.

1. Температура воздуха (определить по термометру в лаборатории).

Т₁= ; ;

2. Атмосферное давление (определить по барометру в лаборатории).

р₀= , .

3. Погрешность измерений разностей уровней H = h принять равными H = h = 2 мм.

Таблица 1. Таблица замеров

№ опыта	, с	, мм	, мм	H, мм	L1( ) мм	L2( ) мм	h мм
1 2 3 4 5 6

6. Обработка результатов измерений

5.1 Для всех значений рассчитать значения:

1. (мм)

2.

5.2 Построить график зависимости ,/при постоянном Н во всех опытах/. Масштаб графика (по осям) согласовать с преподавателем (Рис.5.1)

5.3 Аппроксимировать полученную зависимость прямой линией, продлив её до пересечения с осью ординат. Точка пересечения имеет координату

5.4 По значению определить значение h₀= мм.

5.5 По формуле (3.8) определить экспериментальное значение k :

5.6 Оценка погрешности.

Для каждой экспериментальной точки вверх и вниз отложить на графике значения и . Полученные таким образом точки образуют полосу. Обозначим через расстояние между точками пересечения прямых, ограничивающих полосу с осью ординат, тогда:

; (7.21)

Учитывая, что , разложим (1.12) также в ряд, ограничившись первыми двумя членами разложения.

Получим ; , следовательно:

Тогда значение погрешности косвенного измерения:

,

Окончательная запись значения показателя адиабаты, полученного экспериментальным путем с учетом погрешности:

Сравнить экспериментальное значение k с теоретическим (воздух считать двухатомным идеальным газом).

Для воздуха: k =1,40

7. Графическая обработка экспериментальных данных.

Пример графической обработки экспериментальных данных и оценки погрешности измерений показан на рис.5.1.