Порядок выполнения работы

1. Открыть кран Д, при закрытом кране С накачать воздух в баллон так, чтобы разность уровней жидкости в манометре составила 30-40 мм.

2. Закрыть кран Д и выждать 2-3 минуты, пока благодаря теплообмену температура в баллоне не станет равной комнатной, и уровни в коленах манометра перестанут изменяться.

3. Отсчитать разность уровней Н жидкости в коленах манометра.

4. Открыть кран С и в тот момент, когда уровни жидкости обоих коленах манометра сравняются, быстро закрыть кран С.

5. Выждать 2-3 минуты пока газ, охлажденный про адиабатическом расширении, нагреется до комнатной температуры и отсчитать разность уровней h жидкости в коленах манометра.

6. По формуле (8) вычислить значение .

7. Опыт повторить 5-7 раз, меняя величину Н.

Все полученные опытом (и вычислением) результаты измерений занести в таблицу отчета.

Таблица

№ опыта	H, мм	h, мм				E, %

Контрольные вопросы

1. Что называется удельной теплоемкостью?

2. Запишите и сформулируйте I начало термодинамики

3. Почему ?

4. Какой процесс называется адиабатическим? Запишите уравнение Пуассона.

5. Почему температура газа при адиабатном расширении уменьшается?

P

1(P,V,T)

3(P,V,T)

2(P,V,T)

V

Рис. 2

Литература

1. Шубин А.С. Курс общей физики.

2. Савельев И.В. Курс физики, т.1

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, т.1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРАЩЕНИЯ ЭНТРОПИИ ПРИ

НАГРЕВАНИИ И ПЛАВЛЕНИИ ОЛОВА.

Приборы и принадлежности:

1. тигель с оловом, смонтированный в микроэлектропечи;

2. термопара;

3. сосуд с маслом;

4. милливольтметр;

5. градуировочный график термопары;

6. автотрансформатор и амперметр.

Цель работы: определение приращения энтропии при фазовом переходе первого рода на примере плавления олова.

Теория метода и описание установки

В середине прошлого века было сделано существенное открытие, касающееся обратимых термодинамических процессов. Оказалось, что наряду с внутренней энергией у тела имеется еще одна замечательная функция состояния – энтропия. Если тело или система при бесконечно малом переходе из одного состояния в другое при температуре Т получает тепло dQ, то отношение является полным дифференциалом некоторой функции S. Эта функция и есть энтропия, определяющаяся одним из двух эквивалентных равенств:

, (1)

Утверждение о существовании функции, дифференциал которой есть , носит название принципа существования энтропии и является одним из важнейших законов природы.

Энтропия изолированной системы при любых происходящих в ней процессах не может убывать:

Это утверждение носит название закона возрастания энтропии или второго начала термодинамики.

Энтропию в кинетической теории или статистической механике отождествляют со степенью хаотичности движения в системе. Энтропия системы мала, когда движение в системе упорядоченно или когда распределение частиц в ней по скоростям маловероятно. В физических процессах упорядоченные системы стремятся стать неупорядоченными. Энтропия является количественной мерой степени молекулярного беспорядка в системе.

В данной работе нужно найти изменение энтропии при нагревании и плавлении олова.

, (2)

где - приращение энтропии при нагревании олова от комнатной температурыдо температуры плавления;

- приращение энтропии при плавлении олова.

Согласно формуле (1):

+ =+=+, (3)

где dQ и dQ - бесконечно малые количества теплоты, полученные при нагревании и плавлении;

- комнатная температура;

- температура плавления;

с - удельная теплоемкость олова;

- удельная теплота плавления олова;

m - масса олова.

Рабочая схема установки показана на рисунке. Температура олова измеряется при помощи термопары, один спай которой погружают в тигель с оловом, а другой спай – в сосуд с маслом, в котором практически сохраняется комнатная температура. Термо - э.д.с., возникающая в цепи термопары при наличии разности температур в спаях, измеряется милливольтметром.