108 / Физика-лаба
.docМинистерство путей сообщения
Российской Федерации
Петербургский
государственный университет путей сообщения
(ПГУПС–ЛИИЖТ)
Кафедра физики
Лабораторная работа 108
Определение показателя
адиабаты воздуха
Выполнил:
Киселев И.С.
КИБ-208
Санкт-Петербург
2002
Адабатическим процессом называется такое изменение состояния газа, которое происходит без теплообмена с окружающей средой.
Объем и давление газа в этом случае связаны уравнением Пуассона:
.
Уравнение адиабаты может быть записано через другие параметры:
и .
Величина называется показателем адиабаты и равна отношению теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости газа при постоянном объеме :
.
всегда больше , значит .
Для идеальных газов:
Цель работы: определить показатель адиабаты воздуха.
Описание прибора: сосуд, стенки которого практически исключают теплообмен. Сосуд соединен с манометром, измеряющим избыток давление воздуха внутри над атмосферным. В сосуд вмонтирован клапан, открываемый с помощью электромагнита по нажатию K, соединенный с атмосферой.
Описание работы: Создадим в сосуде давление (накачаем воздух) , где – атмосферное давление. Температура воздуха в сосуде при этом равна комнатной температуре . Состояние воздуха в сосуде – , где – объем сосуда.
Затем откроем клапан. Как только прекратится шипение, закроем клапан. Состояние воздуха – , связанное с первым уравнением адиабатического процесса.
(1)
Через 3-5 минут газ нагреется до температуры . Так как при этом неизменно то давление повысится до . Состояние воздуха .
Непосредственный переход от первого состояния к третьему – изотермический. К этому процессу применим закон Бойля-Мариотта:
. (2)
Из (1) и (2):
(3)
Логарифмируя (3) получим
(4)
Так как разность логарифмов в числителе и знаменателе невелика, то заменим их разностями чисел и используем приближенную формулу:
Но , , значит окончательная формула примет вид: