2.Описание экспериментальной установки и метода измерения

Установка для определения Cp/Сv редставляет собой стеклянный сосуд 1объемомV_c,закрытый пробкой 2, через которую пропущены 3 трубки(рисунок а ).

а б

Через трубку 3, которая тоже закрыта пробкой 7, сосуд может сообщаться с атмосферой, трубка 4 соединена с жидкостным манометром 6, а трубка 5 – с воздушным насосом (на рисунке не показан).

С помощью этого насоса, открыв кран 8 ,в сосуде создают повышенное давление р₁(отчитываемое по разности уровней воды в трубках манометра), затем кран перекрывают. Если быстро вынуть пробку 7, то воздух в сосуде адиабатно расширится, его давление упадет до атмосферного р₀, а температура понизится от первоначальной Т₀ до некоторой другой Т₁.(Этот процесс изменения изображается на рисунке б кривой 1-2)

После закрытия трубки 3 давление в сосуде начнет увеличиваться (вследствие нагревания находящегося в нем воздуха от Т₁ доТ₂ ) и достигнет величины р₂(кривая 2-3). Адиабатное расширение1-2 описывается уравнением Пуассона:

p₁V₁^γ = p₀V_c^γ (2)

(здесь V₁ - объем части воздуха в сосуде, которая при расширении займет весь объем сосуда). В то же время состояния 1 и 3 принадлежат одной изотерме, поэтому

p₁V₁ = p₂V_c (3)

Из (2) и (3) получаем:

Или после логарифмирования : ( γ-1)lg p₁= γ lg p_g-lg p₀

Отсюда: (4)

-5-

Вданной работе давлениеp₁и p₂ мало отличается от p₀, поэтому с достаточной точностью

(5)

3. Порядок выполнения работы

1.Трубку 3 плотно закройте пробкой, откройте кран 8, к трубке 5 подсоедините насос.

2.С помощью насоса создайте в сосуде избыточное давление в 20-30см. водяного столба, затем перекройте кран.

3.Выждав 1-2 минуты, произведите отчет h (разности уровней воды в трубках манометра в см).

4.На короткое время откройте трубку 3 и вновь быстро закройте ее пробкой в тот момент, когда давление в сосуд сравняется с атмосферным ( после прекращения характерного шипения выходящего воздуха).Эта операция является наиболее важной во всей работе :если трубку закрыть слишком рано ,то давление в сосуде не успеет сравняться с атмосферным; если закрыть с опозданием ,то расширение произойдет с притоком тепла от окружающего воздуха, и процесс не будет адиабатным.

5.Через 1-2 минуты произведите отчет h¹.

6.Все измерения повторите не менее пяти раз, а их результаты занесите в таблицу. Рассчитайте величины γ_{1 ,}γ₂-γ₅ и <γ>

Опыт	h, см	h, см	γ	<γ>	∆ γ	δ γ,%
1
2
3
4
5

7. Рассчитайте погрешности измерения γ. Определить абсолютную погрешность измерения γ по формуле стандартной погрешности:

-6-