Порядок теоретической подготовки. Порядок выполнения работы.
Установка для определения отношения Cp/Cv состоит из стеклянного баллона Б, к которому присоединены манометр М, кран К, насос Н. Манометр служит для измерения избыточного давления в баллоне, создаваемого насосом (см. рис.).
Пусть в закрытом баллоне находиться исследуемый газ при комнатной температуре T1 и давлении P1, несколько превышающем атмосферное давление P0. Если открыть кран К, сообщающий баллон Б с атмосферой, то давление газа начнет сравниваться с атмосферным, а его температура сначала несколько понизится из-за быстрого расширения, а затем снова начнет приближаться к комнатной.
Перед началом работы убедитесь, что краны и места сочленений трубок достаточно герметичны. Для этого создайте в баллоне давление соответствующее 50-100 делением в трубке манометра. Кран К должен быть перекрыт. Так как температура газа после совершения над ним работы по сжатию повысилась, то газ начнет охлаждаться и давление несколько упадет, но через 4 минуты давление должно стабилизироваться. В противном случае необходимо пригласить лаборанта и устранить течь.
Открыть кран К и определить начальное показание манометра h0 (в том случае, если уровень жидкости в трубке манометра ниже нулевой отметки, пригласить лаборанта).
Закрыть кран К, создать в баллоне давление, не выше 200 делений шкалы.
Подождать 3-4 минуты, пока газ в баллоне охладиться и установиться давление, соответствующее примерно 180 делением. Снять показания h1 с трубки манометра и занести в таблицу.
Открыть кран К, газ начнет адиабатически расширяться, (время открытия крана примерно 1 с), затем кран К закрыть. Подождать пока охладившийся после адиабатического расширения газ не нагреется до комнатной температуры 3-4 минуты, снять показания h2 в трубке.
Повторить выполнение п.п. 2,3,4,5 5-7раз, данные занести в таблицу (значения h1 не должно отличаться друг от друга более чем на 6 делений шкалы).
Используя рабочую формулы =(h1-h0)/(h1-h2) , вычислить ошибки измерений.
Вычислить среднее значение отклонения от среднего измеряемой величины.
=-i/n
Найти относительную ошибку измеряемой величины
=/
Записать окончательный результат
=
Таблица 1.
№ |
ho |
h1 |
h2 |
i |
=-i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы.
1. Что называется теплоемкостью газа? Виды теплоемкости. Что называется мольной и удельной теплоемкостями?
2. Физический смысл Cp и Cv и их связь между собой. Сформулировать первое начало термодинамики.
3.Почему изотермическое расширение (сжатие) нужно производить медленно, а адиабатическое очень быстро?
4. Какой процесс называется: адиабатическим, изотермическим?
5. Почему адиабата идет круче изотермы?
6. Почему изотермическое расширение (сжатие) нужно производить медленно, а адиабатическое очень быстро?
7. Сущность метода измерения отношения теплоемкостей газа.
К идеальным относят газы, у которых:
потенциальная энергия взаимодействия равна нулю
соударение молекул считаются абсолютно упругими
размеры молекул пренебрежимо малы по сравнению с объемом занимаемым этим газом