Порядок выполнения работы. 1. Включить установку тумблером Сеть

1. Включить установку тумблером "Сеть".

2. Ручки 7 "Грубо" и "Точно" установить в крайнее левое положение. Ручкой 8 "Усиление" отрегулировать чувствительность миллиампер­метра (стрелка должна быть примерно посередине шкалы).

3. Плавно увеличивая частоту колебаний, задаваемых звуковым генератором, с помощью ручек 7 "Грубо" и "Точно", определить частоту 1-го резонанса по максимальному отклонении стрелки на шкале миллиамперметра. (Регулировку частоты следует производить достаточно медленно в связи с существенной инерционностью частотомера). Результат измерения занести в табл. 1.

Таблица 1

4. Постепенно увеличивая чувствительность миллиамперметра ручкой 8 "Усиление", получить частоту для 2-7-го резонансов. Убедиться в повторяемости результатов, производя измерения при уменьшении частоты. Результаты измерения занести в табл.

5. Включить тумблером электрический нагреватель и установить
регулятор мощности 6 в положение "2" или "3". Добиться стабилизации температуры воздуха в трубе t ₂ = 40 – 45 °С и повторить измерения по пп.2-4.

6. Переключить регулятор мощности 6 в положение "4" пли "5", добиться стабилизации температур воздуха в трубе
(t ₃ = 55 – 60 °С) и повторить измерения по пп.2-4.

7. По полученным результатам построить график, откладывая по оси абсцисс номер резонанса n, а по оси ординат – резонансную частоту . По нанесенным опытным точкам провести усредненные прямые и определить тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс.

8. Для каждого значения температуры воздуха в трубе определить скорость звука v по формуле (4) и отношение теплоёмкостей по выражению (1), учитывая, что молярная масса воздуха рав­на 29.10^-3 кг/моль.

9. Оценить погрешность результатов измерений.

10. Выключить установку тумблером "Сеть".

Контрольные вопросы

1. Почему процесс распространения звуковой волны является адиабатическим?

2. Будет ли справедливо считать процесс распространения звуковой волны в газе адиабатическим, если длина волны близка к средней длине свободного пробега молекул?

3. Выведите формулу скорости звука в газе.

4. В чем заключается резонансный метод определения скорости звука в газе?

5. Почему при распространении звука в закрытой трубе могут образовываться узлы и пучности? При каком условии они образуются?

6. Зависит ли отношение теплоёмкостей для воздуха от температуры в исследуемом интервале температур? Будет ли наблю­даться такая зависимость при изменении температуры от очень ма­лых значений до 1000 °С?

7. Рассчитайте отношение теплоёмкостей для воздуха и углекислого газа.

8. Выведите уравнение Пуассона.

9. Выведите формулу Лапласа для определения скорости звука в газе.