Визначення відношення теплоємностей Cр/Cv для повітря методом Клемана-Дезорма

Міністерство освіти і науки України

НУ «Львівська політехніка»

Кафедра фізики

Лабораторія Молекулярна

Звіт

Про виконання лабораторної роботи №30

Назва роботи:

«Визначення відношення теплоємностей Cр/Cv для повітря методом        Клемана-Дезорма»

Букалюк О.Р.

(студент)

ПП-14

(група)

Мороз І.Є.

(лектор)

Коломієць О.В.

(кер. Лабораторних занять)

18.10.2022р.

(дата виконання)

Мета роботи: Ознайомлення з методом Клемана-Дезорма та визначення  Cр/Cv для повітря.        

Прилади та матеріали: балон, рідинний манометр, мікрокомпресор.        

Опис вимірювального пристрою: Дане відношення можна визначити багатьма методами, зокрема прилад Клемана-Дезорма.

Прилад складається із:

• Скляного балона, закритого корком;
• Рідинного манометра, під’єднаного до балона;
• Мікрокомпресора, який сполучається з балоном краном.

Досліджуваним газом є повітря.

Виведення розрахункової формули:[pic 1]

        За час досліду газ проходить через 3 стани:

Стан 1.        При закритому корку і відкритому крані у балон мікрокомпресором нагнітати повітря тиску

p1 = po + ρgh1

h1 – виміряна в мм різниця рівнів води в колінах манометрі.

Стан 2.        Якщо повністю відкрити корок, повітря буде швидко розширюватись в атмосферу, допоки тиск у балоні не зрівняється з атмосферним. Цей процес можна приблизно вважати адіабатним, він супроводжується охолодженням повітря. Газ, що залишився балоні, займав до розширення певну частину об’єму балона, після розширення його об’єм дорівнює об’єму балона.

Стан 3.        Якщо закрити балон, газ у ньому внаслідок теплообміну буде ізохорно нагріватися до кімнатної температури, при цьому тиск набуде значення

p2 = po + ρgh2

Звернімо увагу, що стани 1 та 3 відповідають одній температурі, отже і одній ізотермі, тоді згідно з законом Бойля-Маріотта:

p1V1 =  p2VБ

Адіабатне розширення опишемо рівнянням Пуассона:

[pic 2]

Поділимо ці рівняння, піднявши чисельник до степені γ

[pic 3]

Тоді випливає, що:

[pic 4]

Тепер, щоб знайти γ, логарифмуємо  попередній вираз

γ[pic 5]