II. Приборы и принадлежности.

1.Закрытый стеклянный баллон с кранами.

2. Манометр

3. Ручной насос.

III. Выполнение работы.

Э кспериментальная установка состоит из стеклянного баллона А, соединенного с манометром В и с насосом Е. Посредством крана С, баллон А соединяется с атмосферой (рис. 1). Если при помощи насоса накачать в баллон некоторое количество воздуха то давление и температура внутри баллона повысятся. Вследствие теплообмена воздуха с окружающей средой через некоторое время температура воздуха, находящегося в баллоне сравняется с температурой внешней среды. Давление, установившееся в баллоне ,

где — атмосферное давление,

— добавочное давление по манометру, измеряемое разностью уровней жидкости в его коленах.

Если открыть на короткое время кран С, то воздух в баллоне будет расширяться. Этот процесс можно считать адиабатическим. Давление в сосуде установится равным атмосферному , а температура газа понизится до , а объём будет равен . В конце адиабатического процесса, в состоянии 2, параметры будут .

Применяя к 1 и 2 состояниям уравнение Пуассона, получим:

Или (17)

охладившийся при расширении воздух в баллоне через некоторое время вследствие теплообмена нагревается до температуры внешней среды ; давление возрастает до некоторой величины , где — новая разность уровней в манометре; объем воздуха не изменится и будет равен , то есть это состояние воздуха, которое назовем 3 состоянием, характеризуется параметрами . Так как в 1 и 3 состояниях воздух имеет одну и ту же температуру (процесс изотермический), то применяем закон Бойля-Мариотта.

(18)

Возведем обе части уравнения (18) в степень γ, получим:

(19)

Приравнивая, используя выражения (19) и (17), получим:

отсюда

Логарифмируя последнее выражение и учитывая, что: , получим:

или (20)

Таким образом, экспериментальное определение сводится к определению и .

Измерения и обработка результатов

1. Составляют таблицу.

2. Открывают кран D и при закрытом кране С осторожно, с помощью насоса нагнетают воздух в баллон так, чтобы разность давлений по манометру составила (30-40) см.

3. Закрывают кран D и выждав 2-3 минуты (до тех пор, пока уровни в трубках не перестанут изменяться), отсчитывают по шкале уровни правой и левой трубок манометра (отсчет вести по правому краю мениска) и берут их разность Δh.

4. Открывают кран С и прислушиваясь к шипению выходящего воздуха, закрывают его по прекращению шипения, что соответствует выравниванию давления внутри баллона с атмосферным. Этот промежуток от момента открывания до момента закрытия составляет примерно половину секунды.

5. Выждав 3-5 минут, фиксируют в таблице максимально достигнуто значение разности уровней в трубках манометра Δh, отсчитывая положение жидкости в трубках.

6. Весь порядок работы повторяют 10 раз.

7. Рассчитывают для каждого опыта и ошибку результата по теории Стьюдента, как случайную ошибку

8. Находим среднюю квадратичную погрешность результата серии измерений: .

9. Задается значение надёжности = 0,95

10. Определяем коэффициент Стьюдента для данной надежности и числа измерений n.

11. Определяем границы доверительного интервала: .

12. Окончательный результат записываем в виде: .

13. Рассчитываем относительную погрешность:

Таблица

	Уровни в трубках манометра до расширения		∆Р1=∆h=hправ-hлев	Уровни в трубках манометра после расширения		∆Р2=∆Н=Нправ-Нлев	∆Р1-∆Р2			(∆γi)2
	hправ	hлев		Нправ	Нлев
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
								γср =