Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра

Кафедра Общей и технической физики

Термодинамика, теплопередача, тепло и массообмен

ФИЗИКА

Методические указания

к лабораторным работам

для студентов очной, заочной и дистанционной формы обучения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011 г.

Содержание

Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра. 3

Работа №2 Цикл тепловой машины.. 8

Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела. 12

Работа № 8 Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа. 15

Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела 21

Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости 25

Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа 28

Работа № 13 Исследование диффузии газов. 35

Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити. 41

Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина) 45

Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра

Цель работы:

1) экспериментальная проверка уравнений состояния идеального газа;

2) демонстрация принципа работы газового термометра.

Идеальным называется газ, в котором отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия и возможно пренебрежение размерами молекул газа. Реальные газы с достаточной степенью точности можно считать тогда, когда они находятся в состояниях, далеких от областей фазовых превращений.

Состояние идеального газа характеризуется переменными p, V и T, называемыми параметрами состояния. Процессы в газе также характеризуются величинами D Q и A, определяющими энергетические процессы в системе газ-окружающая среда.

В общем случае состояние идеального газа описывается уравнением Менделеева‑Клапейрона:

[1]

где: p - давление газа, Па;

V - объем, занимаемый газом, м³;

m - масса газа, кг;

m - молярная масса газа, кг/моль;

R - газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль×град;

T - температура, град. К.

В частных случаях вместо уравнения Менделеева-Клапейрона можно использовать законы:

а) Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс): при неизменных температуре и массе произведение численных значений давления и объема газа постоянно:

[2]

б) Закон Гей-Люссака (изобарный процесс): при постоянном давлении объем данной массы газа прямо пропорционален его абсолютной температуре:

[3]

где V _o - объем газа при температуре =273,15°К,

- коэффициент объемного расширения.

в) Закон Шарля (изохорный процесс): при постоянном объеме давление данной массы газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:

[4]

где p _o - давление газа при температуре =273,15°К.