Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
83
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
139.26 Кб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации

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

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 19

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

Выполнил: студент гр. НГ-02 ____________ /Нгуен Тху Хьен/

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: 03.03.03

ПРОВЕРИЛА:

Руководитель: ____________ /Смирнова Н. Н./

(подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2003

Цель работы - определить  = Cp/CV методом стоячей звуковой волны.

Схема установки :

Описание экспериментальной установки.

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

Звуковой генератор вырабатывает синусоидальное напряжение звуковой частоты, которое подается на телефон. Переменный ток приводит в колебательное движение мембрану телефона, являющуюся излучателем звуковой волны. Отражённая от противоположной стенки трубы волна движется навстречу излучаемой, и происходит их наложение. В результате в трубе возникает стоячая звуковая волна. В микрофоне происходит преобразование механической энергии волны в энергию электрического тока, величина которого измеряется микроамперметром. Частота звуковой волны устанавливается лимбом на генераторе, точное значение частоты измеряется частотомером. При перемещении телефона вдоль трубы ток в цепи микрофона будет меняться от минимального, когда микрофон попадает в узел, до максимального, когда он попадает в пучность. Таким образом, следя за показаниями микроамперметра, можно найти положения нескольких пучностей стоячей волны и вычислить ее длину.

Краткое теоритеческое содержание

  1. Определения

  • - отношение теплоёмкости при постоянном давлении Ср к теплоёмкости при постоянном объёме CV для воздуха.

  • Молярная теплоёмкость –Величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 моль вещества на 1 К, Дж/(моль.К)

  • Адиабатный процесс - Процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой.

2. Законы и соотношения, использованные в основе формулы метод

  1. PV = const – уравнение Пуассона.

  2. PV = RT – уравнение Клапейрона – Менделеева.

где Р – давление, Па.

V – объём, м3.

Т – абсолютная температура, К.

m – macca газа, кг

M – молярная масса газа, кг/моль.

R - универсальная газовая постоянная

R = 8,31 Дж/(мольК)

Основные расчётные формулы :

Длина бегущей звуковой волны

= 2

Фазовая скорость волны

 = 

Отношение теплоёмкости при постоянном давлении Ср к теплоёмкости при постоянном объёме CV для воздуха.

где  - молярная масса газа, при  = 2,910-2 кг/моль (воздух)

R - универсальная газовая постоянная, при R = 8,31 Дж/(мольК)

T - абсолютная температура, при Т = 15 + 273 = 288 K

 - частота колебаний, Гц

- среднее значение разности между соседними отсчётами, м

Результаты вычислений и измерений

Таблица 1.

Номер опыта

кГц

lk

м

lk

м

м

м

м/с

1

1

0,60

2

0,42

0,18

3

0,26

0,16

0,17

0,34

340

1,40

4

1,5

0,54

5

0,43

0,11

6

0,32

0,11

0,11

0,22

330

1,32

7

1,8

0,49

8

0,39

0,10

9

0,31

0,08

0,09

0,18

324

1,27

Пример вычисления показателем адиабаты:

Разность между соседними отсчётами

lk = 0,60 – 0,42 = 0,18 (м)

Среднее значение разности между соседними отсчётами

= = 0,17 (м)

Длина бегущей звуковой волны

= 2= 2 . 0,17 = 0,34 (м)

Фазовая скорость волны

 =  = 0,34 . 1000 = 340 (м/с)

Отношение теплоёмкости при постоянном давлении Ср к теплоёмкости при постоянном объёме CV для воздуха.

= = 1,40

Среднее значение отношения теплоёмкости при постоянном давлении Ср к теплоёмкости при постоянном объёме CV для воздуха.

= = = 1,33

Вычисление погрешностей:

Мы знаем :

Но = 0 ; = 0 .

Поэтому : (1)

Мы знаем :  = 

= 2= 2( lk1 - lk2 )

и = 0

(2)

Мы знаем : (3)

Подставив уравнение(3), (2) в (1), получим :

Окончательные результаты

Вывод: Рассмотрели распространение звуковой волны в закрытой цилиндрической трубе, заполненой воздухом, научились определить  = Cp/CV методом стоячей звуковой волны.

Соседние файлы в папке №19