Определение отношения теплоемкостей газов при постоянном давлении и объеме

Отчёт

по лабораторной работе № 2-8 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ОТНОШЕНИЯ  ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ  ГАЗОВ

  ПРИ ПОСТОЯННОМ  ДАВЛЕНИИ  И  ОБЪЕМЕ

                                                                                       Выполнил:

                                                                                                 студент  группы:

                                                                    Проверил:

                                                                                                 Дата сдачи отчета:

Лабораторная работа № 2-8 (виртуальная)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗОВ

ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ И ОБЪЕМЕ

Цель работы: определить показатель адиабаты (коэффициент Пуассона) методом адиабатного изменения состояния газа (метод Клемана-Дезорма).

Приборы и принадлежности: стеклянный баллон с краном, соединенный резиновой трубкой  со стеклянным манометром, насос.  Работа выполняется на компьютере.

Краткая теория

Молярной теплоемкостью газа называется отношение теплоёмкости к количеству вещества.

Для идеального газа молярные теплоемкости при постоянном объеме  CV и при постоянном давлении CP рассчитываются по формулам:

                CV  = (i/2)R                                               CP  =  CV +R                                           (1)

в которых  i – число степеней свободы газа.

R =   8,13  Дж / моль∙К   –  универсальная газовая постоянная.

Отношение   [pic 1]  называется коэффициентом Пуассона.

Теоретически величина   γ   может быть найдена по формуле:

(2)

γ=(i+2)/i

Так как величина i принимает разные значения для одно- , двух-   и многоатомных газов, то и величина γ будет разной для различных газов.

Экспериментальная часть

Принцип действия установки состоит в следующем. Давление газа в баллоне измеряется водяным насосом: Р = ρgh.

В стеклянный баллон накачивается газ до определенного давления р1, превышающее атмосферное:

Р1=Н+h1,

где Н – атмосферное давление, h1– избыток давления сверх атмосферного давления.

Когда газ в баллоне примет температуру окружающей среды, быстро открывается кран и газ выпускается наружу до тех пор, пока давление в баллоне не станет равным атмосферному давлению. Выход газа происходит быстро, и, пренебрегая в первом приближении передачей тепла через стенки баллона, процесс расширения газа в баллоне можно считать адиабатическим. При этом расширяющийся газ совершает работу против внешних сил – внешнего атмосферного давления. Следовательно, температура газа в баллоне понизится.

Если теперь закрыть кран и дать газу в баллоне нагреться до температуры окружающей среды, то его давление возрастет до некоторой величины

Р2=H+h2,

где h2 – избыток давления в баллоне над атмосферным давлением.

С газом в сосуде происходят процессы, изображенные на рис. 1.

Процесс 1-2  изотермический.[pic 2]

Процесс 2-3  изохорный.

                        Рис. 1

                              [pic 3]

      При этом измеряются:

h1 - разница показаний манометра.

h2 – разница показаний манометра после сброса клапана.