Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Лабораторная № 1 «Первое начало термодинамики» по Физике (Раевский А. С.)

Цель работы: изучение метода Клемана-Дезорма, позволяющего экспериментально определить показатель адиабаты  для воздуха.

Теоретическая часть работы.

Первое начало термодинамики. Уравнения газовых процессов.

Первый закон термодинамики - один из наиболее общих законов природы и отражает закон сохранения энергии для термодинамических процессов:

или .

При рассмотрении термодинамических процессов используется понятие идеального газа - газа, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом и их размеры пренебрежимо малы.

Реальные газы при нормальных (и близких к ним) условиях описываются уравнением состояния идеального газа: где R - универсальная газовая постоянная,

 - молярная масса газа.

Внутренняя энергия U идеального газа определяется кинетической энергией движения его молекул.

Средняя энергия каждой молекулы: где К - постоянная Больцмана,

Т - абсолютная температура,

i - число степеней свободы.

Внутренняя энергия идеального газа складывается из энергии всех его молекул:

Для одного моля газа:

Если количество газа не равно одному молю, то его внутренняя энергия равна:

где N - число молекул газа, N0 - число Авогадро.

Теплоемкость. Теплоемкость молярная и удельная. Отношение теплоемкостей

Теплоемкость вещества - величина, численно равная количеству теплоты, необходимой для нагревания

его на один градус:

Теплоемкость единицы массы вещества - удельная теплоемкость, теплоемкость одного моля - молярная теплоемкость.

Связь между ними:

Теплоемкость при:

Изохорном процессе: для одного моля:

Изобарном процессе: ; поскольку то

, следовательно: .

. Отношение теплоемкостей входит в виде показателя степени уравнении адиабаты (уравнение Пуассона):

C учетом вышеприведенных соотношений можно записать:

. Экспериментальная часть работы.

Описание экспериментальной установки.

1- сосуд с воздухом

2- манометр

3- насос 4- кран

5- кран

Вывод рабочих формул.

Запишем для адиабаты CD уравнение Пуассона:

, или . Точки С и Е лежат на одной изотерме (Т=Т0), тогда можно записать: , или .

Получаем : , логарифмируя это выражение, найдем , ограничиваясь первым приближением получим , преобразуем .

разность уровней манометра, соответствующая точке С;

точке Е, выраженные в миллиметрах водяного столба.

Расчеты основных величин.

Таблица №1.

№ опыта , мм

, мм , мм

, мм , мм

, мм 1. 196 57 139 142 110 32 1,29

2. 200 50 150 145 108 37 1,33

3. 197 56 141 144 108 36 1,34

4. 198 55 143 145 109 36 1,34

5. 199 54 145 143 108 35 1,32

6. 196 57 141 144 107 37 1,36

7. 192 60 132 143 110 33 1,33

8. 193 59 134 145 107 38 1,39

9. 195 56 139 148 115 33 1,31

10. 197 55 142 146 115 41 1,39

1.

2. Пусть воздух - двухатомный газ (считаем связь между атомами жесткой), т.е. i=5, откуда

Расчет погрешностей.

Количество повторений - 10.

Коэффициент Стьюдента: при P=95%.

0,02 Вывод: в ходе работы был изучен метод Клемана-Дезорма, позволяющий экспериментальным путем определять показатель адиабаты воздуха. Полученный показатель адиабаты (эксп=1,34) отличается от теоретического (теор=1,4), т.к. в состав воздуха входят газы, молекулы которых состоят из различного количества атомов, а показатель теор был рассчитан для воздуха как для двухатомного газа.

Показать полностью…
Похожие документы в приложении