Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра общей и технической физики

Выполнил: Бугаев Д.И.

студент группы ГС-14-1

Проверила доцент

Тупицкая Н.А.

Санкт-Петербург - 2015

Цель работы: определить отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны.

Краткое теоретическое содержание

Адиабатический процесс - процесс, который происходит в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающий средой, то есть при условии Q=0.

Теплоёмкость тела (C) -- физическая величина, определяющая количество теплоты, затрачиваемое для изменения температуры на 1°С, [C] =Дж/К.

Удельная теплоемкость (С) - это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1кг на 1⁰С, .

Молярная теплоёмкость -величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 моль вещества на 1 К, Дж/(моль К).

Теплоемкость при постоянном давлении (С_р) - это теплоемкость, которая получается при нагревании тела под постоянным давлении.

Теплоемкость при постоянном объеме (С_v) - это теплоемкость, которая получается при нагревании тела, объем которого остается постоянным.

Бегущая волна - волна, которая при распространении в среде переносит энергию.

Стоячие волны - волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами.

Длина волны - это расстояние, на которое распространяется волна в течение одного периода.

Скорость волны - это скорость перемещения возмущения в пространстве.

Уравнение Пуассона для идеального газа

P - давление,

V - объём,

- показатель адиабаты

Показатель адиабаты

С_р - теплоёмкость при постоянном давлении

С_v - теплоёмкость при постоянном объёме

Теоретически ожидаемый результат

Теоретический показатель адиабаты воздуха равен 1,4.

Рис. Схема установки

В экспериментальную установку входят: стеклянная труба, в которой создаётся стоячая волна, звуковой генератор (ЗГ), микровольтметр, частотомер (Ч). В стеклянную трубу вмонтированы неподвижный микрофон (М) и телефон (Т), который может свободно перемещаться вдоль оси трубы.

Основные расчетные формулы

Разность между соседними отсчётами

- разность между пучностями

- положение телефона

Длина бегущей волны

- длина волны

- среднее расстояние между пучностями

Отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме

- молярная масса

- скорость распространения звуковых колебаний

R- универсальная газовая постояннаяT- абсолютная температура

Фазовая скорость волны

- частота колебаний

теплоемкость давление объем адиабата

Погрешности

Погрешности прямых измерений

- приборная погрешность длины

- приборная погрешность частоты

- погрешность температуры

Таблица измерений и вычислений

Исходные величины

Молярная масса воздуха = 2,910^-2кг/моль

Универсальная газовая постоянная R = 8,31Дж/(моль/К)

Температура в помещении Т = 297 К

Пример вычисления

1) Нахождение разности между соседними отсчётами

= 0,51-0,34=0,17 (м)

= 0,34-0,17=0,17 (м)

2) Нахождение среднего значения

(м)

3) Нахождение длины бегущей волны

(м)

4) Нахождение фазовой скорости волны

(м/с)

5) Нахождение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме

6) Нахождение среднего значения

Пример расчета погрешностей

Погрешности прямых измерений

= м

= 10 Гц

= 0.1°С

Погрешности косвенных измерений.

Вывод

В результате лабораторной работы показатель адиабаты получился равным . Из полученного результата можно сделать вывод, что теплоёмкость при постоянном давлении больше теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха, т.к. данная величина больше единицы

Размещено на Allbest.ru