ФИЗИКА3 БОЛЬШЕ ГОТОВОГО1 / 1-st / Механика / 10

Агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе №10.

По дисциплине: Физика

Тема: Определение отношения теплоемкости при постоянном объеме воздуха методом адиабатического расширения.

Выполнил: студент гр. ЭР-06-2 Загороднев К.Ю.

Проверил: Сырков А.Г.

Санкт-Петербург

2006 год

Цель работы - изучить законы идеального газа и основные положения классической теории теплоёмкости; определить коэффициент Пуассона  - отношение теплоёмкости при постоянном давлении Ср к теплоемкости при постоянном объеме CV

методом адиабатического расширения (методом Клемана - Дезорма).

Общие сведения

Количество тепла, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы повысить его температуру на 1 К, называют молярной теплоемкостью. (M -масса газа,  - масса моля)..

Теплоёмкость газа при постоянном давлении (Сp) больше теплоёмкости при постоянном объёме (Cv). Это легко показать качественно на основании первого начала термодинамики.

Q=U+A (1)

Если газ нагревается при постоянном объеме, то работа не совершается и все подводимое тепло идет на увеличение запаса его внутренней энергии U, т.е. только на повышение температуры газа. Если же газ нагревается при постоянном давлении, он расширяется и производит работу, требующую дополнительного расхода тепла. Таким образом, для повышения температуры газа на определённую величину в изобарном процессе требуется большее количество теплоты, чем при изохорном.

Отношение =Ср/C_V входит в уравнение Пуассона, описывающее адиабатический процесс, т.е. процесс, идущий без теплообмена с окружающей средой (Q = 0):

Полную теплоизоляцию газа от внешней среды осуществить невозможно. Однако, если параметры состояния газа изменяются очень быстро, процесс можно приближенно считать адиабатическим

Схема установки

К - кран

В - баллон

Основные расчетные формулы

Вычисление погрешности

Таблица измерений и вычислений

Номер опыта	h1 (мм)	h1 (мм)	h2 (мм)	h2(мм)	h1-h2 (мм)	i
1	107	1	32	1	75	1,42
2	122	1	35	1	87	1,40
3	110		30		80	1,37
4	103	1	28	1	75	1,37
5	118	1	37	1	81	1,45
6	125	1	21	1	104	1,20
7	70	1	12	1	58	1,20
8	117	1	29	1	88	1,32
9	98	1	16	1	82	1,19
10	73	1	21	1	52	1,40

Образец расчетов

h₁ - 107 мм

h₂ - 32 мм

h₁-h₂ = (107-32)мм = 75 мм

₁ = h₁/(h₁-h₂) = 107/75 = 1,42

Расчет погрешности

_ср= (₁+₂+₃+₄+₅+y₆+y₇+y₈+y₉+y₁₀)/n = (1.42+1.40+1.37+1.37+1.45+1.20+1.20+1.32+1.49+1.40)/10=1.36

_ = =0.04.

Окончательный ответ

=1.360.04

Вывод

В ходе лабораторной работы я экспериментально определил отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом адиабатического расширения. Итоговый результат имеет малую погрешность, что позволяет судить о точности расчётной формулы и о незначительных погрешностях при измерениях.