IV. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Краткое теоретическое описание.

2. Ход выполнения работы.

3. Экспериментальные результаты.

4. Расчеты.

5. Выводы.

V. Контрольные вопросы

1. Записать уравнения состояния для любой массы газа.

2. Дать определения и указать физический смысл величин: P, T, R, , .

3. Рассказать порядок выполнения работы и вывести расчетные формулы для m_{0, ,} .

4. Дать определение и написать уравнения основных газовых законов.

5. Какой газ называется идеальным?

6. Какие изопроцессы вы знаете?

7. Запишите первое начало термодинамики для изохорического процесса?

8. Примените первое начало термодинамики к изотермическому процессу?

9. Баллон объемом 8 л наполнен кислородом под давлением 9 МПа и температуре 27⁰С. Какова масса кислорода в баллоне?

10. Найдите плотность водорода при температуре 27⁰С и давлении 100 кПа.

11. В сосуде находится 22 г углекислого газа и 14 г азота. Найдите плотность смеси при температуре 25⁰С и давлении 100 кПа.

12. Какова масса 50 л газа СО₂ при нормальных условиях?

13. Какое количество углекислого газа при давлении 500 кПа и температуре 25⁰С занимает одинаковый объем с 1 г гелия при давлении 1 атм и 273 К?

1.9 Определение отношения теплоемкостей газа методом адиабатического расширения.

Цель работы: экспериментально определить отношение С_р к С_v

I. Теоретическое введение

Теплоемкостью (истинной) C тела называется отношение элементарного количества тепла , сообщенного телу в каком-либо процессе, к соответствующему изменению температуры тела .

(1)

Удельной теплоемкостью с называется теплоемкость единицы массы однородного вещества:

(2)

где m — масса тела.

Молярной (мольной) теплоемкостью называется теплоемкость одного моля вещества:

, (3)

где - молярная масса вещества, -удельная теплоемкость

Выражение (1) справедливо для любого тела или системы, не зависимо от агрегатного состояния. В случае газов нагревание может происходить при постоянном объеме или при постоянном давлении

(4)

(5)

В (4) И (5) предполагается, что С_р и С_v – молярные теплоемкости.

Подставим в (4) первое начало термодинамики, учитывая, что V= const, тогда А=0:

(6)

Для изобарического процесса будем иметь

(7)

Подставим (7) в (5), получим

(8)

или

(9)

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для одного моля

(10)

Продифференцируем его при условии, что Р= const:

(11)

Откуда

(12)

Подставим (12) в (9)

(13)

или

Для реальных газов чем выше давление газа, тем больше будет разность теплоемкостей отличатся от R.

Согласно распределению Максвелла-Больцмана для одного моля идеального газа имеем:

(14)

Откуда с учетом (6) получим

(15)

где i – число степеней свободы

Разделив (15) на (13) получаем теоретическое значение отношения теплоёмкости

(16)

что для двухатомных молекул (i = 5) дает ;

для одноатомных молекул (i = 3) ;

для молекул, состоящих из трех и более атомов (i = 6) .