2. Измерения и обработка результатов.

Приборы и материалы:

1. Прибор Клемана и Дезорма (сосуд, манометр, краны “К₁” и “К₂” и соединительные шланги).

2. Насос Шинца.

3. Секундомер (при оценке систематической погрешности на теплообмен).

В опытах h₁ и h₂ рекомендуем определять 10¸15 раз и по этим данным рассчитать , а также и . Учитывая, что h₁ и h₂ - разность уровней в коленах манометра, то необходимо в прямых измерениях фиксировать показания по левому и правому коленам манометра: h_1,л, h_1.пр; h_2,л, и h_2.пр.

Таблица

данных прямых измерений и расчета и .

№	h1; л мм	h1; п	h1 мм	h2; л мм	h2; п мм	h2 мм	i	i
1
2
…
15
средние арифметические значения

4. Расчет случайной погрешности проведите по методике прямых многократных измерений, полагая доверительность интервала значений равной 90 %.

=

Замечания-рекомендации:

1. Так как при выводе формулы (6.4) считали температуру воздуха в состоянии 1 равной температуре окружающей среды, а процесс 12 адиабатным, то эти условия – требования надо по возможности выполнить:

а) h₁ и h₂ определять только тогда, когда уровни жидкости в коленах манометра установились (Т₁ = Т_{окр.среды}). Ясно, что при этом все контакты, через которые воздух в сосуде может быть соединен с окружающим воздухом, должны быть исключены (натекание легко фиксируется по постоянному изменению уровней в манометре).

* Метод Клемана-Дезорма допускает определение g и в ситуации, когда в системе в начальном состоянии создается повышенное давление. Но в этом случае сконструировать закрытую систему труднее. Почему?

б) процесс 1®2 надо осуществить быстро, практически исключив теплообмен через стеклянные стенки сосуда, но, безусловно, полностью (соблюсти это условие невозможно). С этой целью:

• кран К₂, имеющий достаточно большое отверстие для сообщения с атмосферой, открывать на максимальное сечение;

• факт выравнивания давлений в сосуде и атмосфере фиксировать не по манометру (он инерционен), а по звуковому эффекту.

Субъективность звукового восприятия очевидна. Если закрыть кран раньше выравнивания давлений, то это приведет к завышению h₂ и g (свойственно экспериментаторам с пониженным слухом). Запоздать – скажется эффект теплообмена, что приведет к занижению h₂ и экспериментально найденного g. Поэтому предлагается:

- провести пробный эксперимент (2¸3 раза) и по полученным значениям g постараться понять причины отклонения результата от теоретически ожидаемого;

- результатов по g_I иметь 10¸15. Так удается снизить случайную погрешность Dg_сл.

1. Обращаем ваше внимание на осторожность выполнения операции по разряжению воздуха в системе и приведение его в состояние 1. Делать это надо аккуратно и достаточно медленно. В противном случае манометрическая жидкость может быть втянута в стеклянный сосуд.

Это чревато двумя негативными обстоятельствами:

- в системе будет находиться конденсат и насыщенный пар воды. Это исказит результат эксперимента. Почему и как?;

- манометр придется отсоединять от системы и наполнять манометрической жидкостью, а систему в целом сушить.

2. Выбор интервала возможных и приемлемых значений h₁ проведите с учетом приборной погрешности, звукового эффекта, приближенности процесса 1®2 к адиабатному, а также пределов измерений, допустимых для манометра. С этой целью и предлагается 2÷3 пробных эксперимента.

Погрешности:

1. Dg_сл определяется с учетом и доверительности интервала значений.

2. 

3. 

4. Для оценки величин, характеризующих систематическую погрешность, предлагается поступить так:

• дважды в последовательности создать в системе одинаковые разряжения, близкие к максимально возможному значению h₁, но ни в коем случае не допускать переливания манометрической жидкости;

• в первом случае определить время звукового сигнала t_зв;

• во втором случае определяется возникающая разность показаний манометра сразу после закрытия крана К₂ (в процессе 2®3) за время звукового сигнала (за t_зв) – h₃.

• тогда за относительную погрешность, обусловленную теплообменом e_т.обм. можно оценочно принять ; а значение систематической погрешности на оценить, как .

* Т. к. t_зв мало, то, допустив теплообмен вначале 2®3 постоянным, можно определить h₃ за время в 10 раз больше - ^*. Тогда

Расчеты и выводы: