mekhanika_lab_11

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей технической физики

Отчет по лабораторной работе №11

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны

Автор: студент гр. СПС-18 ______________ Поникарова Д.О.

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата:

ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ / Ломакина Е.С. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2019

Цель работы: определить  = C_p/C_V методом стоячей звуковой волны.

Краткое теоретическое содержание

1. Явление, изучаемое в работе: адиабатический процесс

2. С точки зрения термодинамики процесс распространения звуковой волны в газе можно рассматривать как адиабатический, так как изменение давления происходит так быстро, что смежные области среды не успевают обмениваться теплом. Таким образом, для вычисления  необходимо определить скорость распространения звуковых колебаний. В работе эта скорость определяется методом стоячей волны.

Если в трубе, один конец которой закрыт, возбудить звуковые колебания, в ней в результате наложения двух встречных волн (прямой и отражённой) с одинаковыми частотами и амплитудами будут возникать стоячие волны. В определенных точках амплитуда стоячей волны равна сумме амплитуд обоих колебаний и имеет максимальное значение; такие точки называются пучностями. В других точках результирующая амплитуда равна нулю, такие точки называются узлами. Расстояние между ближайшим узлом и пучностью равно /4, где  - длина бегущей звуковой волны. Таким образом, измерив расстояние между узлом и пучностью или между двумя ближайшими пучностями (/2), можно найти длину бегущей звуковой волны . Фазовая скорость волны рассчитывается через длину волны по соотношению

Схема установки

Рис.1. Экспериментальная установка

В экспериментальную установку (рис.2) входят: стеклянная труба, в которой создаётся стоячая волна, звуковой генератор (ЗГ), микровольтметр, частотомер (Ч). В стеклянную трубу вмонтированы неподвижный микрофон (М) и телефон (Т), который может свободно перемещаться вдоль оси трубы.

Основные расчетные формулы

Расстояние между ближайшими пучностями

Длина звуковой волны

Скорость звука

Где

Показатель адиабаты

Где

Погрешность косвенных измерений

Результаты измерений и вычислений

Исходные данные: Т=21

_{Погрешности прямых измерений:∆l=0,05мм; ∆T = 0,1}

_{Вычисления:}

Результат:

Отклонение экспериментального значения вязкости жидкости от теоретического :

Вывод: В ходе эксперимента с помощью метода стоячей воды был измерен коэффициент Пауссона