IV. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Краткое описание работы.

2. Расчетные формулы.

3. Экспериментальные данные.

4. Результаты расчета коэффициента Пуассона из эксперимента.

5. Результаты расчета коэффициента Пуассона по модели идеального газа (уравнение 16).

6. Выводы.

V. Контрольные вопросы

1. Что называется теплоемкостью тела; удельной, молярной ?

2. Почему для газов теплоёмкость зависит от условий нагревания?

3. Дать определение изобарического, изотермического, изохорического процес­сов, сформулировать и записать уравнения, описывающие их, и первое начало термодинамики в применении к этим процессам.

4. Дать определение адиабатического процесса.

5. Какой физический смысл универсальной газовой постоянной?

6. Сформулировать закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

7. Чему равна внутренняя энергия одного моля газа, любой массы газа?

8. Запишите уравнение Пуассона для адиабатического процесса?

9. Какое состояние газа описывается законом Бойля-Мариотта?

10. Два кг азота расширяются от 20 до 70 м³ при температуре 27 ⁰С. Чему равна работа расширения?

11. Два л азота, взятого при 0 ⁰С и давлении 500 кПа, расширяется изотермически до 200 кПа. Найдите количество теплоты, поглощенное системой при расширении?

12. Температура аммиака в результате адиабатического расширения понизилась с 27 до -7 ⁰С. Чему равно конечное давление, если начальное было равно 100 кПа?

13. 40 г азота, взятого при 27 ⁰С, сжимается адиабатически от 32 до 16 л. Определите конечную температуру и затраченную работу?

1.10 Экспериментальная проверка закона гука и определение модуля юнга по растяжению проволоки.

Цель работы: изучить зависимость удлинения стальной проволоки от приложенного напряжения и определить модуль упругости (модуль Юнга) материала проволоки.

I. Теоретическое введение

При небольших нагрузках деформации тел являются упругими, то есть исчезают при прекращении действия деформирующей силы. При этом восстанавливаются первоначальные размеры и форма тела.

Удлинение стержня (проволоки) при упругой деформации прямо пропорционально действующей силе:

, (1)

где k — коэффициент упругости;

F — сила, приложенная к телу

F_упр — упругая сила, возникающая в стержне при его растяжении и уравновешивающая приложенную извне силу.

Формула (1) выражает основной закон упругой деформации — закон Гука. Коэффициент упругости характеризует свойства образца, которые зависят от его длины, сечения и материала. Характеристикой упругих свойств материалов является величина Е, называемая модулем упругости или модулем Юнга.

Упругую силу, приходящуюся на единицу площади сечения образца , называют напряжением. Отношение удлинения к первоначальной длине называют относительной деформацией или относительным удлинением. Экспериментально установлено, что при упругой деформации отношение напряжения к относительному удлинению есть величина постоянная.

Следовательно, закон Гука через модуль Юнга можно записать в виде:

Рассмотрим график зависимости при испытании образца на растяжение при возрастании нагрузки называемый, диаграммой растяжения (рис.1).

Из графика следует, что закон Гука выполняется только на участке 1, где график представляет собой прямую линию. Если максимальное напряжение станет больше предела пропорциональности, то образец после снятия нагрузки не восстановит своей первоначальной формы (возникнет остаточная деформация).

Особенно большой будет остаточная деформация после разгрузки образца, прошедшего при растяжении площадку текучести (участок III). На этом участке происходит удлинение образца за счет перестройки кристаллической структуры вещества. После перестройки структуры сопротивление образца к растяжению возрастает (участок IV), но материал становится хрупким и легко ломается.

Максимально возможное напряжение, за которое происходит разрушение образца, называется пределом прочности материала .