Определение отношения теплоемкостей методом
Автор: kotan • Март 28, 2023 • Лабораторная работа • 579 Слов (3 Страниц) • 218 Просмотры
Министерство образования и науки Российской Федерации[pic 1]
Новосибирский государственный технический университет
Лабораторная работа № 5
Определение отношения теплоемкостей методом
Клемана - Дезорма
Факультет: ИДО
Группа: ЗФ-108
Студент: Подъяблонский Валерий
Новосибирск 2022
Цель работы: экспериментальное определение показателя адиабаты воздуха методом адиабатного изменения состояния газа (метод Клемана-Дезорма).[pic 2]
Приборы и принадлежности: экспериментальная установка для изучения метода Клемана-Дезорма.
Краткая теория
В природе и технике часто осуществляются адиабатные процессы, при которых отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой. К адиабатным процессам можно отнести все быстропротекающие процессы. Например, быстрое расширение газа в двигателе внутреннего сгорания, распространение звука в среде. Так как адиабатные процессы подчиняются закону Пуассона PVγ= const, то исследование закономерностей процессов требует умения измерять показатель адиабаты газа, что и является целью данной лабораторной работы.
Внутренняя энергия может изменяться в результате различных процессов, например, совершения работы над системой или сообщения ей количества теплоты. Но при этом должен соблюдаться закон сохранения и превращения энергии, чем, по существу, применительно к термодинамическим процессам, является первое начало термодинамики:
δQ=dU+δA.
Теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение её внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил.
Изменение внутренней энергии:
[pic 3]
Работа системы над внешними силами:
[pic 4]
Количество теплоты, сообщенное системе:
[pic 5]
где CV - молярная теплоёмкость при постоянном объёме,
CP - молярная теплоёмкость при постоянном давлении
[pic 6]
где i - число степеней свободы.
CV и CP определяются лишь числом степеней свободы и не зависят от температуры.
При рассмотрении термодинамических процессов важно знать характерное для каждого газа отношение CPк CV:
[pic 7]
В частности, эта величина входит в уравнение Пуассона, описывающее адиабатический процесс для идеальных газов.
Давление и объём газа при адиабатическом процессе связаны уравнением Пуассона PVγ=const, где γ – показатель адиабаты.[pic 8]
Но ранее мы отмечали, что
[pic 9]
Для двухатомных газов (H2, N2, O2 и др.) i=5, γ=1.4. Воздух можно считать, в основном, смесью двухатомных газов азота и кислорода.
2 Описание лабораторной установки
Экспериментальная установка состоит из стеклянного баллона, закрытого
пробкой, в которую вмонтированы две трубки и быстродействующий клапан
выпуска воздуха из сосуда (рис. 2). Одна трубка соединяет полость сосуда с
манометром. Манометром служит U -образная трубка, наполненная водой.
Давление измеряется по разности уровней в коленах трубки. Вторая трубка
...