Лабораторная работа № 6

по дисциплине «Физика»

 

 

 

Определение отношения молярных теплоемкостей Ср\Сv для воздуха

(тема)

 

 

 

 

 

ФИО студента	Арифуллин А.Р
Группа	ТМО 21у 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы – определить отношение g= C_p/C_v методом стоячей звуковой волны.

Краткое теоретическое содержание

а) Процессы, изучаемые в работе:

Колебательный процесс, который происходит в результате сжатия и разряжения воздуха в установке и который создает звуковую волну.

b) Определения (основных физических понятий, процессов, объектов и величин):

Адиабатический процесс - термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

Волна – колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

Звуковые волны – распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16 – 20 000 Гц.

Стоячие волны – волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. Образование стоячих волн наблюдают при интерференции бегущей и отраженной волн.

Частота колебаний – число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.

Амплитуда – модуль наибольшего смещения от положения равновесия.

Длина волны – расстояние между двумя ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе.

Пучности стоячей волны – точки, в которых амплитуда максимальна.

Узлы стоячей волны – точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю.

Скорость бегущей волны – скорость распространения колебаний в упругой среде.

---

 = , где  - частота колебаний,  - длина волны

c) Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы):

Уравнение Пуассона для адиабатического процесса:

pV^g = const, где g= C_p/C_v - отношение теплоемкостей, p – давление газа, V – объем газа

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

pV= MRT/ , где  - молярная масса. T- абсолютная температура, R- универсальная газовая постоянная

Теоретически ожидаемый результат

В результате работы нужно получить коэффициент Пуассона для воздуха, близкий по значению к теоретическому, который равен g_теор =1,4

Схема экспериментальной установки

ЗГ – звуковой генератор М – микрофон

Ч – частотомер мкV – микровольтметр

Т – телефон

Основные расчетные формулы

1. 
   Формула для вычисления разности между соседними отсчетами для всех наблюдавшихся пучностей:
   

l_k=l_k – l_k – 1

2. 
   Формула для вычисления длины бегущей волны:
   

= 2, где - среднее расстояние между пучностями

3. 
   Формула для расчета скорости бегущей волны:
   

 =

4. 
   Формула для расчета g:
   

Формула для расчета погрешности косвенных измерений:
где n- число опытов; g_i – значение g в каждом отдельном случае.

Погрешность прямых измерений:

∆T= 0,1 ºС

∆ = 10 Гц

∆l = 1^-2 м

Результаты измерений и расчетов

Физ. Величина		lk	lk			
Ед. измерения Номер опыта	Гц	м	м	м	м/с
1.	1000	0,168	0,17	0,336	336	1,33
		0,338	0,173
		0,511	0,162
средние		0,339	0,168
2.	1200	0,142	0,144	0,288	345,6	1,41
		0,286	0,144
		0,43	0,144
средние		0,286	0,144
3.	1400	0,245	0,126	0,25	350	1,44
		0,371	0,123
		0,494	0,125
средние		0,37	0,125
4.	1600	0,213	0,108	0,218	348,8	1,43
		0,321	0,109
		0,43	0,109
средние		0,32	0,109
5.	1800	0,187	0,098	0,194	349,2	1,43
		0,285	0,097
		0,382	0,095
средние		0,285	0,097

---

Вычисления

1. 
   Нахождение 
   

1= 0,168*2=0,336 м

2. 
   Нахождение 
   

1=1000*0,336=336 м/c

3. 
   Нахождение g
   

g1= =1,33

g2= = 1,41

4. 
   Нахождение
   
5. 
   = = 1,4
   

Вычисление погрешности косвенных измерений
= 0,02

Результат

g = g = (1,400,02)

Вывод: Таким образом, в ходе лабораторной работы было выявлено отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны. Почти все полученные результаты измерений при разных частотах имеют приблизительно одинаковое значение, некоторую разницу в результатах можно объяснить тем, что в ходе работы при перемещении телефона микровольтметр показывал максимальное значение не на конкретном участке, а на небольшом промежутке длиной в 2-3 мм. Вычислив среднее значение g, которое приблизительно равно теоретическому значению коэффициента Пуассона для воздуха g=1,4 , определили, что все измерения были верны, и данная методика приемлема для определения отношения в лабораторных условиях.

---

Смотрите также файлы

• Понятие эмиссионных ценных бумаг. Виды эмиссионных ценных бумаг.docx

• Роль личности в истории. Н. С. Хрущев.doc

• Управление образования буйнакского района.doc

• Oltest ru ОнлайнтестыБухгалтерский учётАктуальную версию этого файлаВы всегда можете найти на странице httpsoltest rules124 23 августа 2018 г.Бухгалтерский учёт.pdf

• Блім Жастар мселесіні тйткілдері. Мхтар уезов Абай жолы (романнан зінді, 34 кітап).docx