Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра общей и технической физики


Отчет по лабораторной работе

Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны


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 (Ср) - это теплоемкость, которая получается при нагревании тела под постоянным давлении.

Теплоемкость при постоянном объеме (Сv) - 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



Ср - теплоёмкость при постоянном давлении

Сv - 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


Физическая величинаЕд. измерения/Номер опытаГцмммм/с1 10000.170.340.170.343401.350.510.170.343401.35средние0.340.170.343401.35212000.280.430.150.303601.520.570.140.283361.32средние0.430.1450.293481.42314000.240.370.130.263641.550.490.120.243361.32средние0.370.1250.253501.43416000.210.320.110.223521.450.420.100.203201.20средние0.320.1050.213361.32518000.180.280.100.203601.520.380.100.203601.52средние0.280.100.203601.52

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


) Нахождение разности между соседними отсчётами

= 0,51-0,34=0,17 (м)

= 0,34-0,17=0,17 (м)

) Нахождение среднего значения

(м)

) Нахождение длины бегущей волны

(м)

) Нахождение фазовой скорости волны

(м/с)

) 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


Теги: Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны  Практическое задание  Физика
Просмотров: 32858
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны
Назад