Порядок выполнения работы и обработка результатов

1. Порядок проведения эксперимента следующий: краном З отсоединяют сосуд 1 от атмосферы, краном 4 сосуд соединяют с источником сжатого воздуха и накачивают грушей в сосуд. Затем кран 4 перекрывают и измеряют избыточное давление (Р_M1) в сосуде 1, которое должно находиться в интервале от 300-500 мм вод. ст.

2. Подождать 2-3 мин, пока температура в баллоне не уравняет­ся с температурой окружающего воздуха. Определить давление газа в баллоне по формуле h₁=h_л-h_n, где h_л и h_n - высота уровня воды в левой и правой трубках манометра, соответственно. h_л и h_n, мм, определяются по шкале манометра.

3. После этого производят процесс адиабатического расширения воздуха, для этого открывают кран З, при этом давление падает до атмосферного (h₂=0).

4. В момент окончания адиабатического расширения воздуха, что соответствует показаниям U — образного манометра, кран З закрывают. Так в конце адиабатического расширения температура воздуха в сосуде становиться ниже, чем была в начале процесса, т.е. ниже температуры помещения, то после закрытия крана З воздух в сосуде будет нагреваться до температуры окружающей среды вследствие теплообмена с воздухом помещения через стенки сосуда. Давление при этом будет возрастать. В момент установившегося давления в U — образном манометре снимают отсчет (Р_мз). Когда температура в баллоне уравняется с внешней температурой (примерно через 2-3 мин), определить давление паров воздуха в баллоне по формуле h₃=h_л - h_n. Занести результаты в таблицу

5. Повторить измерения h₁ и h₃ пять раз, руководствуясь пп. 1-3. Вычислить средние значения давлений h₁ и h₃.

6. По расчетной формуле определить γ отношение молярных теплоемкостей для средних значений давлений h₁ и h₃.

7. Определить теоретическое значение γ.

8. Найти абсолютную и относительную погрешность метода измерений.

Контрольные вопросы и задания

1. Запишите и объясните первое начало термодинамики для изохорного, изобарного, изотермического и адиабатического процессов.

2. Что называют удельной и молярной теплоемкостью?

3. Какая из теплоемкостей С_P или С_V больше и почему?

4. Объясните уравнение Р.Майера.

5. Что называют числом степеней свободы? Как это число связано с С_P, С_V и γ?

6. Как и почему в опыте меняется температура газа в баллоне?

7. Запишите и объясните уравнения изотермы и адиабаты.

8. Нарисуйте на РV-диаграмме последовательно все процессы, происходящие с газом.

9. Получите рабочую формулу для определения отношения моляр­ных теплоемкостей γ.