Подставляя (15) в (13), находим, что (16)

Из уравнения Клапейрона-Менделеева для любой массы газа: ,

где  - молярная масса газа, можно найти плотность газа : (17)

Подставляя уравнения (16) и (17) в формулу (9), получим выражение для скорости звука в газе (18)

Таким образом, для данного газа скорость звука прямо пропорциональна корню квадратному из термодинамической температуры T и не зависит от давления газа Р. Зная скорость звука в данной газовой среде и его термодинамическую температуру, из (18) можно определить величину

=С_Р / C_V: (19)

Описание установки

В данной работе для определения скорости звука при комнатной температуре, а затем =С_Р / C_V используется установка, изображенная на рисунке 2. Здесь Д - длинная стеклянная трубка с миллиметровой шкалой. Нижним концом трубка соединяется резиновым шлангом с сосудом S, заполненным жидкостью. На верхний конец трубки надето эбонитовое кольцо. К верхнему отверстию которого прикреплен электроакустический преобразователь от телефона. В боковую стенку нижней части эбонитового кольца вставлена слуховая трубка С. Катушка телефонного преобразователя подключается к выходным клеммам звукового генератора (ЗГ). Через катушку протекает синусоидальный ток, генерируемый звуковым генератором. Колебания мембраны телефона будут передаваться частицам воздуха, заключенным в трубке Д, в результате чего в ней образуются воздушные звуковые волны.

При отражении от жидкости прямая и отраженная волны накладываются друг на друга и образуют стоячую звуковую волну.

Перемещая уровень жидкости в трубке Д подниманием или опусканием сосуда S, добиваются резонанса, т.е. максимального звучания воздушного столба, заключенного в трубке. Длину звуковой волны можно вычислить, измерив расстояние l, на которое должен переместиться уровень жидкости в трубке Д при переходе от одной точки с максимальным звучанием к следующей. (Очевидно, что l=_СТ.)

Выполнение работы

Включают звуковой генератор и по указанию преподавателя устанавливают его на частоту в пределах от 800 до 1500 Гц.

Перемещая уровень жидкости в трубке поочередно вверх и вниз, определяют по слуху максимум звучания воздушного столба. Отмечают его положение по миллиметровой шкале.

Подобным образом находят последующие за этим другие максимумы звучания при нескольких подъемах и опусканиях уровня.

После усреднения отсчетов положения максимумов звучания находят разность между средними соседними максимумами звучания и так же усредняют их.

По формуле (8) вычисляют среднее значение скорости звука при данной температуре и для данной частоты.

Таблица 1

№ п/п	Отсчеты			Ср. зн. отсчетов	, мм	мм	, м/с	, м/с	100%
	вниз	вверх	вниз
1 2 …
Ср.	XX	XXX	XX	XXXXX

Аналогичные измерения проводят для других частот и все данные заносят в таблицы.

По формуле (9), используя полученные значения скорости звука, получают ряд значений γ и усредняют их.