0182 Бронников ЛР8

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра Физики

ОТЧЕТ ЛР №8

по дисциплине «Физика»

Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ.

Студент гр. 0182 ______________ Бронников Д.Д.

Преподаватель ______________ Морозов В.В.

Санкт-Петербург

2020

1040	23	296,15	104300	5	1.4		20,8

Выборка значений скорости звука в воздухе. =1 мм=10^-3м, =5 Гц

,17,5*10-2	364	3,83
, 34,4*10-2	357,76	2,76
, 50,62*10-2	350,96	2,38

Нахождение скорости звука выборочным методом , .

Формула
	357,57	3,77	16,92	13,04

(продолжение)

			с	100%
16,952	2,99	17,18	(3,6 0,2)*10-2	5

Показатель политропы процесса распространения звука в резонаторе

Теплоемкость процесса распространения звука в воздухе

Плотность воздуха в лаборатории (табличное значение ), рассчитанная двумя способами: ,

A_n= =0,184

26,5 Гц

Ответы на контрольные вопросы ЛР8.

1. Колебательная скорость молекул воздуха в акустической волне

направлена только по направлению распространения волны.

2. Стоячая волна - это волна, которая образуется при наложении двух волн с одинаковой амплитудой и частотой, когда волны движутся навстречу друг другу.

3. Расстояние между соседними узлами или пучностями называют длиной стоячей волны _ст . Она равна половине длины волны  интерферирующих встречных бегущих волн: _ст   / 2.

4. В данной работе колебания свободные.

Явление резонанса состоит в том, что при равенстве частот вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы, резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний.

Явление резонанса, при котором возникает стоячая волна с максимальной амплитудой, наблюдается при совпадении частоты излучения источника звуковой волны и собственной частоты колебаний резонатора.

5. В работе используются: установка акустического резонанса, электронный осциллограф, звуковой генератор. Удобным методом измерения скорости звуковых волн в газе является метод, основанный на измерении длины волны  бегущих звуковых волн, излучаемых источником.

6. Колебания, амплитуда которых и энергия уменьшаются с течением времени, называются затухающими. Характеристикой убыли энергии при затухании колебаний в волне служит добротность колебательной системы

,где  – время затухания колебаний в волне,   2₀ – циклическая частота. Каноническая форма - .

7. Добротность характеризует способность колебательной системы сохранять запасенную энергию. Чем она выше, тем лучше колебательная система сохраняет колебания.

- ф-ла Лоренца

- добротность

9. Числом степеней свободы i молекулы (любого тела) называется число независимых координат, определяющих положение молекулы (тела) в пространстве при её движении.

O₂ – 2-х атомная: 7 с учётом колеб. ст. св., 5 – без CO₂ – многоатомная, линейная: 7 с учётом колеб. ст. св., 5 – без

10. Политропный процесс – процесс с постоянной теплоемкостью c, которая может быть рассчитана по известному показателю политропы -

11. Адиабатным процессом называют - термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой  с окружающим пространством.

– показатель адиабаты. Воздух можно считать двухатомным газом, для которого i    5 и 1.4.

12. Cp = CV+R  |Cp| - Дж/(моль·К)

|Cp|-

Задачи к ЛР8

13. Два одинаковых полых стеклянных шара соединены трубкой, посередине которой находится капелька ртути. При повышении температуры в одном из шаров на 5 К капелька переместилась на 45 мм. Площадь поперечного сечения трубки 1 мм2, её длина 50 см. Начальная температура газа в шарах 20 °С. Найти объём шара.

1

2

Дано: Решение: ∆T₁ = 5К = 5°С h = 45мм = 0,045 м Ур-е Менделеева-Клапейрона для 2-х шаров:

S = 1 мм² = 10^-6 м² l =50 см = 0,5 м

T = 20°С Поделим 1-ое на 2-ое и выразим V

V - ?

= 4,819*10^-6 м³ Ответ: V = 4,819*10^-6 м³

28. Идеальный газ сначала изотермически расширяется так, что его объем увеличивается в три раза, а затем изохорически нагревается так, что его давление становится равным начальному. Начальная температура газа Т1. Найти конечную температуру газа.

Дано: Решение: T₁ V₂ =3V₁ ур-е Менделеева-Клапейрона:

T₃ выражая и преобразуя:

Ответ: T₃ = 3T₁

33. В баллоне ёмкостью 3 л находится кислород. Средняя кинетическая энергия поступательного движения всех молекул газа равна 6 кДж. Чему равно давление газа?

Дано: Решение: V = 3л = 3*10^-3 м³ Средняя кинетическая энергия поступательного движения W = 6кДЖ = 6*10³ молекул кислорода

; ;

P - ? Давление кислорода

1,33*10⁶ Па

Ответ: P = 1,33*10⁶ Па

44. В сосуде находятся 10^–7 моля кислорода и 10 мкг азота. Температура смеси равна 150 °С, давление 10^–3 мм рт. ст. Молярные массы кислорода и азота 32 и 28 г/моль. Чему равен внутренний объём сосуда?

Дано: Решение: _к= 10^–7 моль моль m_а = 10 мкг = 10^-9 кг

T = 150 °С = 423 К ур-е Менделеева-Клапейрона:

P = 10^–3 мм рт. ст. = , где = ( _а+ _к)

=1 333,2 Па

Mк = 32*10^-3 кг/моль

Ма = 28*10^-3 кг/моль

V - ? кг/м³

Ответ: V = 3,58*10^-7 кг/м³

68. В баллоне вместимостью 15 л находится азот под давлением 100 кПа при температуре 27° С. После того, как из баллона выпустили 14 г азота, температура газа стала 17° С. Определить давление азота, оставшегося в баллоне.

Дано: Решение:

V = 15 л = 15*10^-3 кг/м³ m_а = 14 г = 14*10^-3 кг

P1 = 100 кПа = 10⁵ Па

T1 = 27° С = 300 К ур-е Менделеева-Клапейрона:

T2 = 17 ° С = 290 К

Ма = 28*10^-3 кг/моль

P2 - ? поделим 1-ое на 2-ое, и из 1-ого найдем m:

Ответ: P2=19333,3 Па.