ИЗМЕРЕНИЯ С ВЫПУСКАНИЕМ ВОЗДУХА

· Предварительно сжав резиновую грушу, вставляем её в трубку 3, нажимаем на клапан 4 (рис.2) и отсасываем часть воздуха из сосуда. При этом температура газа понизится и поэтому нужно выждать некоторое время (2-3 мин.) пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды. В результате получим состояние газа, характеризующееся параметрами P1,V1, T1.

· После отсчёта высоты h1 нажимаем на клапан 4 и впускаем воздух в сосуд до тех пор, пока давление воздуха в сосуде не сравняется с внешним давлением (уровни жидкости в манометре выравниваются), после чего клапан немедленно закрываем. Так как процесс 1®2 протекает очень быстро, то его можно считать адиабатным. При этом температура воздуха в сосуде повысится до значения T2, а давление Р2 станет равным атмосферному (P2=Pa).

· Затем газ в сосуденачнёт изохорически медленно охлаждаться до температуры окружающей среды и перейдёт в состояние 3 ( точка 3 на рис.5).При этом давление в сосуде понизится до значения

гдеh2– разность уровней манометрической жидкости. Отсчёт производят после того, как уровни манометрической жидкости остановятся (спустя 2-3 мин. после закрытия клапана)

3.ВЫВОД РАСЧЁТНОЙ ФОРМУЛЫ

Точки 1 и 3 (рис.4) лежат на одной и той же изотерме, соответствующей температуре T1,.поэтому на основании закона Бойля-Мариотта можно записать

(3.1)

Процесс 1®2 является адиабатным и описывается уравнением Пуассона:

(3.2)

Найдём из уравнения (3.1) объём V1 и подставим в уравнение (3.2):

С учётом того, , , , а также после несложных преобразований можно получить

(3.3)

Формула (3.3) справедлива и для того случая, когда воздух в сосуде был сперва разрежен, а потом подвергнут адиабатному сжатию.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерение значений h1 и h2 необходимо проводить 10 раз при предварительном сжатии и 10 раз при предварительном разрежении воздуха в сосуде. Результаты измерений заносят в таблицу.

№ п.п. Стиснення № п.п. Розрідження
  h1 h2 g Dg (Dg)2   h1 h2 g Dg (Dg)2
                   
                   
                   
...           ...          
                   

Конечный результат записывают в виде

где – среднее значение коэффициента Пуассона, а – средняя квадратичная погрешность (n = 10).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам.

2.Теплоёмкость газа при различных изопроцессах.

3.Выведите уравнение Пуассона.

4.Выведите расчётную формулу.

ЛИТЕРАТУРА

В.И. Михайленко, В.М. Белоус, Ю.М. Поповский. Общая физика. Киев. 1993. С. 117,118. 120-124.