ЛР №7
.pdf
наблюдать по графику зависимости давления от времени на экране, см. рис.5).
Записать установившееся давление h1 в таблицу отчета. Нажать клапан, находящийся на столе установки, примерно на 5 секунд. Точное значение времени τ работы клапана определить по электронному секундомеру и запи-
Рис.5
сать в таблицу отчета. Подождать, пока показания манометра на экране перестанут меняться и записать в таблицу отчета его показания h2’. Занести значения h2’ и времени τ в соответствующие поля окна программы на экране и в таблицу 4 отчёта(см .Приложение), нажать кнопку «Измерение». Повторить действия 3-7, изменяя время работы с клапаном (τ=9,13,17,21,25 с). По окончании измерений нажать кнопку «Произвести аппроксимацию функцией y=a+bx», проанализировать полученную графическую зависимость, рассчи-
тать значение h2 и ϒ, переписать в таблицу отчета результаты расчетов. Завершить работу программы, для чего нажать кнопку СТОП на лицевой панели.
Контрольные вопросы
1.Какой процесс называется адиабатическим?
2.Что такое показатель адиабаты и как его можно определить?
3.Какова связь между параметрами газа при адиабатическом процессе?
4. В чем состоит метод Клемана-Дезорма по определению показателя адиабаты?
5.Что называется удельной теплоемкостью вещества? Молярной теплоемкостью? Какова связь между ними?
6.От каких параметров зависит внутренняя энергия идеального газа?
7.Почему изменяются показания манометра после того, как закончено нагнетание воздуха в баллон?
8.Почему изменяются показания манометра после закрытия клапана?
9.Какие процессы происходят в газе во время опыта?
10.Какие величины определяются в данной работе графическим методом?
Библиографический список
1.Валишев М.Г., Повзнер А.А. Курс общей физики. СПб.:«Лань», 2009. 576с.
2.Детлаф Ф.Ф., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000. 718с
Приложение
Форма отчёта
Титульный лист:
УрФУ кафедра физики
О Т Ч Е Т по лабораторной работе № 7
Определение отношения теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме
Студент____________________
Группа________________________
Дата__________________________
Преподаватель……………………
На внутренних страницах:
1. Расчетные формулы
|
h1 |
|
, |
|
h |
h , |
|||
|
1 |
2 |
|
|
где <h1>- средняя разность высот столбов жидкости в водяном манометре перед oткрытием клапана;h2 - разность высот столбов жидкости в водяном манометре, определяемая экстраполяцией опытных значений ко времени = 0 по графику h2 .
A g 
h1 
V1 ,
где V1 - объем баллона; - плотность воды; g = 9,81м/с2.
1. Эскиз установки.
3. Средства измерений и их характеристики.
Наименование |
Предел |
Цена |
Предел ос- |
средства изме- |
измерений |
деле- |
новной погреш- |
рения |
|
ния |
ности, |
|
|
шкалы |
осн |
|
|
|
|
1. Электриче- |
|
|
|
ский секундомер. |
|
|
|
2. Водяной ма- |
|
|
|
нометр |
|
|
|
Объем баллона V = .............. м3, |
V ..............м3 |
||
4. Результаты измерений
h |
1i |
|
|
|
h - |
|
|
|
(h |
- |
|
|
|
|
, |
|
h ’ , |
lnh |
’ |
||
|
|
|
|
1i |
|
|
|
|
1i |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
||
мм |
|
|
<h1>, |
|
|
|
<h1>)2, |
|
|
|
|
|
с |
|
мм |
|
|
||||
вод.ст. |
|
|
|
мм |
|
|
|
мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
вод.ст. |
|
|
||
|
|
|
|
вод.ст. |
|
|
|
вод.ст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
h ........... мм вод. ст.; |
( h |
h |
|
)2 |
= ........... мм2.вод.ст. |
|
|||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1i |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
( h |
h |
)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
S h1 |
|
|
1i |
1 |
|
|
|
................. мм.вод. ст. |
|
|
|
||||||||||
|
|
n( n 1) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
h1 |
t P,n S h1 мм.вод. ст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
h1 |
= осн = ..... мм. вод.ст.; |
|
h1 |
|
|
2 |
2 |
|
мм. вод. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h1 |
|
h1 |
|
|
|
||
ст.
Значения h2 находят графическим способом. На миллиметровой бумаге наносят экспериментальные точки и по ним проводят прямую (рис. 4). Значение ln(h2) находят экстраполяцией полученной прямой на ось ln(h2’) при = 0. Границу случайной погрешно-
сти h2 |
примем равной h2 = 0,5 мм. вод. ст. Граница системати- |
|||||||
ческой погрешности h2 рассчитывается по формуле: |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h2 |
1,1 2 |
2 |
= ............. мм.вод. ст., |
|
|
|
|
|
|
о с н о тс |
|
||
где |
о тс |
eC / 2 = ............ мм вод. ст., аС - цена деления масштаба |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
графика, с точностью до которого определяется lnh2 . Окончательно:
|
h2 |
|
2 |
2 |
мм вод. cт. |
|
|
h2 |
h2 |
|
5.Расчет искомых величин.
5.1.Расчет коэффициента Пуассона
h1
h1 h2
5.2.Расчет работы при адиабатическом расширении газа
A g h1 V1 Дж.
6. Расчет границы относительной погрешности результата измерения показателя адиабаты (коэффициента Пуассона)
|
|
|
|
|
h2 |
2 |
|
|
h1 |
|
h |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
h1 h2 |
|
h1 |
h1 h2 |
|
|
||||||
7. Расчет границы абсолютной погрешности результата измерений коэффициента Пуассона
8.Окончательный результат.
8.1.Коэффициент Пуассона воздуха равен
, P = 0,95
8.2. Работа при адиабатическом расширении воздуха равна
А= ................ Дж.
9. Выводы (сравнить полученный результат с теоретическим значением коэффициента Пуассона для воздуха – практически, смеси азота и кислорода, проанализировать погрешности измерений и т.д.)