4 Контрольные вопросы
4.1 Охарактеризовать понятия «агрегатное состояние» и «фазовое состояние».
4.2 Что называется парообразованием, конденсацией, испарением?
4.3 От каких величин зависит скорость испарения?
4.4 Как объяснить понижение температуры жидкости при её испарении?
4.5 Что такое сублимация или возгонка? Приведите примеры веществ, способных возгоняться.
4.6 Чем отличается процесс парообразования в закрытом сосуде от аналогичного процесса в открытом?
4.7 Какие пары называют насыщенными?
4.8 Что называют точкой росы?
4.9 Что такое абсолютная и относительная влажность?
4.10 Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?
4.11 Что такое дефицит влажности воздуха?
4.12 Почему роса выпадает ночью?
Лабораторная работа №4 Газовые процессы и определение адиабатической постоянной
Цель и задача работы: изучение адиабатического процесса и определение показателя адиабаты для воздуха.
1 Общие сведения
Адиабатическим процессом называется изменение состояния термодинамической системы, протекающее без теплообмена ее с окружающей средой. Примером термодинамической системы может служить газ, заключенный в цилиндр под поршнем. В этом случае процессы сжатия и расширения газа в цилиндре можно рассматривать как адиабатические при условии его абсолютной теплоизоляции. Но так как в природе нет абсолютных теплоизоляторов, то реальные процессы могут быть только близкими к адиабатическим.
Адиабатический процесс подчиняется уравнению Пуассона:
(1)
График
процесса называется адиабатой, а величина
- показателем адиабаты. Величина
численно равна отношению теплоемкостей
при постоянном давлении и постоянном
объеме
.
(2)
В
формуле (2) используются так называемые
молярные теплоемкости, которые измеряются
количеством теплоты, необходимым для
нагревания одного моля газа на 1 К.
Молярная теплоемкость при постоянном
давлении
всегда больше, чем молярная теплоемкость
при постоянном объеме
,
так как для нагревания газа в изобарическом
процессе подводимая теплота идет не
только на повышение внутренней энергии
газа, но и на совершение работы при
расширении. Для 1 моля идеального газа:
.
Молярные теплоемкости могут быть выражены через число степеней свободы i молекулы газа:
=
;
=
,
(3)
где R – универсальная газовая постоянная, Дж/мольК.
Числом степеней свободы тела называется число независимых координат, определяющих положение тела (атомов или молекул) в пространстве. Число степеней свободы зависит от температуры. Это можно объяснить, предположив, что при низких температурах наблюдается только поступательное движение молекул, при комнатных - добавляется их вращение, а при высоких – к этим двум видам движения добавляются еще колебания молекул. При комнатной температуре для одноатомных молекул газа i = 3; для двухатомных молекул i = 5; для трех- и многоатомных молекул i = 6.
Подставляя эти значения величин в формулу (2), получим
.
(4)