5.7 Методика проведения эксперимента
5.7.1 Соединить баллон (штуцер ШЗ) с входом водяного манометра (штуцер Ш4) или с мембранным манометром. Закрыть краны К2 и КЗ. К штуцеру Ш1 подключить шланг груши-помпы. Накачать в баллон воздух до избыточного давления ∆Р1, после чего закрыть кран К1. Подождать 1-2 минуты, пока установится температура воздуха и давление перестанет изменяться.
Если необходимо, аккуратно довести давление до заданного значения, слегка приоткрывая кран К2 или накачивая воздух грушей. Записать давление ∆Р1 и вычислить давление Р1 = Р0 + ∆Р1, где Р0 ≈ 750 мм рт.ст. ≈ ≈ 100 кПа.
5.7.2 Включить часы в режим "СЕКУНДОМЕР". Обнулите их показания. На короткое время t = 0,3...5 с открыть кран КЗ баллона (повернуть рукоятку крана по часовой стрелке до упора) и снова закрыть его. Время открытого состояния крана автоматически измерит таймер. Подождать 1-2 минуты до установления температуры и давления в баллоне. Записать установившееся избыточное давление ∆Р2.
5.7.3 Для фиксированного значения ∆Р1 повторить опыт с различными значениями t и построить график зависимости 1n(∆Р2(t)) (рисунок 5.3). Он покажет, какие значения t слишком малы (воздух не успевает выйти из баллона) и какие слишком велики (воздух успевает частично прогреться, пока кран еще открыт). Экстраполируя график из области больших t к значению t = 0, найти "идеальные" значения избыточного давления ∆Р2 и полного давления Р2, нужные для расчета отношения теплоемкостей.
Экстраполяция: ∆P2 = …… мм H2O.
5.7.4 Результаты измерений занести в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Результаты измерений
|
№ опыта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
t, c |
|
|
|
|
|
|
|
|
P2, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
ln P2 |
|
|
|
|
|
|
|
ln
∆P2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 t, c
Рисунок 5.3 - График зависимости ln(∆Р2) от интервала времени t
5.7.5 По формуле (5.6) рассчитать .
5.7.6 Рассчитать относительную и абсолютную погрешность . Результат представить в виде = ± ∆.
5.8 Контрольные вопросы
1. Сформулируйте первое начало термодинамики.
2. Какой процесс называется адиабатным?
3. Уравнение Пуассона.
4. Определите число степеней свободы для воздуха.
5.9 Рекомендуемая литература
1. [1], c. 348 - 352.
2. [2], с. 487 – 494.