36698

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА - ДЕЗОРМА

Лабораторная работа

Физика

Основные теоретические положения к данной работе основополагающие утверждения: формулы схематические рисунки: Для определения отношения Сp Cv в случае воздуха в данной лабораторной работе применен метод предложенный Клеманом и Дезормом в котором использовано охлаждение газа при его адиабатическом расширении. Быстрое сжатие и быстрое расширение газа приблизительно можно рассматривать как адиабатический процесс. Отсюда видно что при адиабатическом сжатии температура газа повышается за счет работы внешних сил а при адиабатическом...

Русский

2013-09-23

73 KB

9 чел.

PAGE  5

       Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа        ИСУТЭ,АТС-153               К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент__________________________________   Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель  ________________________          Отчёт принят_______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА

МЕТОДОМ КЛЕМАНА - ДЕЗОРМА

Цель работы: Определение величины отношения теплоемкости  воздуха при  постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме 

Приборы и принадлежности: Стеклянный (или металлический) баллон, водяной манометр, насос (ручной или электрический в металлическом баллоне).

.

Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Для определения отношения Сp / Cv в случае воздуха в данной лабораторной работе применен метод, предложенный Клеманом и Дезормом, в котором использовано охлаждение газа при его адиабатическом расширении. Предполагается, что воздух идеальный газ.

Напомним, что адиабатическим называется процесс, который происходит без теплообмена с окружающей средой. Быстрое сжатие и быстрое расширение газа приблизительно можно рассматривать как адиабатический процесс.

Запишем первый закон термодинамики для адиабатического процесса

0 = U + A.

Отсюда видно, что при адиабатическом сжатии температура газа повышается за счет работы внешних сил, а при адиабатическом расширении температура газа понижается, так как часть внутренней энергии газа расходуется на работу по расширению газа.

Лабораторный стенд состоит из насоса и баллона, наполненного воздухом и соединенного с водяным манометром (рис. 1).

Посредством крана баллон может сообщаться с атмосферой. Первоначально в баллоне было атмосферное давление pA и температура ТB , равная температуре окружающей среды.

Открыв кран, с помощью насоса можно подкачать в баллон некоторое количество воздуха, в результате чего давление в баллоне повысится. В стеклянный баллон воздух подаётся ручным насосом, в металлический – электрическим (выключатель Н размещён на стенде). Перед включением насоса кран на баллоне следует открыть; после достижения необходимого значения высоты h столбика воды в манометре (но не больше, чем 40 см!) насос выключают, а кран закрывают.

После отключения насоса и перекрытия крана водяной столбик в манометре не сразу займет окончательное положение, так как при быстром сжатии температура газа повышается. Благодаря теплопроводности стенок сосуда через некоторое время температура воздуха в баллоне сравняется с температурой воздуха окружающей среды. Это состояние газа характеризуется температурой  Т1 = ТА и давлением р1 (на рис. 2 точка 1). Давление р1 равно сумме первоначального давления газа в баллоне рА и избыточного давления газа в баллоне р1:

р1   рА + р1 .

После того как давление газа в баллоне установилось, открываем кран и воздух адиабатически расширяется, выходя в атмосферу. В тот момент, когда давление воздуха в баллоне становится равным атмосферному (высота столбиков воды в обоих коленах манометра сравнивается), кран быстро закрывают. При расширении температура газа в баллоне понижается. Это состояние представлено точкой 2 на рис. 2. В первоначальный момент температура ниже ТА окружающей среды. Через некоторое время после закрытия крана температура воздуха в баллоне повышается до температуры ТА за счет теплообмена с окружающей средой, а давление в баллоне при этом повысится на величину избыточного давления  р2.

Состояние газа будет характеризоваться температурой Т1  и давлением

р3   рА + р2.

Это состояние представлено точкой 3 на рис.  2. Таким образом, процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2 происходит адиабатически, а из состояния 2 в состояние 3 изохорически. Точки 1 и 3 диаграммы лежат на одной изотерме. Адиабатическое расширение при переходе из состояния 1 в состояние 2 описывается уравнением Пуассона:

                                         р1 (  р2 (.                                      (2)

Для изохорического процесса при переходе газа из состояния 2 в состояние 3  имеем

                                               р2 / р3  T2 / T1  .                                           (3)

Из уравнений (2) и (3) исключив Т2 / Т1, получим:

                                                                    

                                        (р1 / р2)1    (р2 / р3) .                                        (4)

После логарифмирования: (1 -  ) (lg р1 - lg р2)   (lg р2 - lg р3),     или

  (lg р1 -  lg р2)/ (lg р1 - lg р3 ).   

Заменив р1, р2 и р3 на р1 рА + р1,  р2  рА,   р3  рА + р2 ,  получим:

  [ lg(рA + р1)  lg рA ] / lg(рA + р1)  lg(рA +  р2).

Учитывая, что   lgx  x/x, если  x малая по сравнению с x величина (р1 и р2 малы по сравнению с рА), имеем:

   р1 / (р1  р2) .

Принимая во внимание, что р gh, где h - разница высот столбиков воды в манометре, окончательно получаем,

  h1 / (h1  h2) .                                        (5)

4. Таблицы и графики

Измеряемые

и расчётные величины

Номер  опыта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h1

h2

h1  h2

5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

6. Окончательные результаты:

Подпись студента:


 

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24593. Аудит доходів та фінансових результатів 32 KB
  Перевірка звіту про фінансові результати У процесі підтвердження достовірності інформації звіту з фінансових результатів який здійснюється аудитором під час аудиту фінансової звітності можуть виникнути три ситуації коли: ♦ інформація зафіксована у звіті відображає реальний результат від фінансовогосподарської діяльності; ♦ інформація у звіті викривлена ненавмисне тобто через помилки обліку неправильне тлумачення законів неправильну інтерпретацію господарських фактів і з інших причин; ♦ інформація у звіті викривлена через неправильне...
24594. Мета і завдання аудиту доходів і результатів діяльності 33 KB
  Тому всі об'єкти підприємницької діяльності прагнуть одержати якнайкращі результати за цими показниками. Аудитору необхідно пам'ятати що у Звіті про фінансові результати доходи відображають за видами діяльності. У ринкових умовах господарювання результати діяльності суб'єктів підприємницької діяльності є інформацією яка цікавить широке коло користувачів фінансових звітів.
24595. Аудит витрат діяльності 38.5 KB
  До таких витрат за ПсБО № 16 відносять: ♦ адміністративні витрати; ♦ витрати на збут; ♦ інші операційні витрати. До адміністративних витрат належать такі загальногосподарські витрати спрямовані на обслуговування та управління підприємством: ♦ загальні корпоративні витрати організаційні витрати витрати на проведення річних зборів представницькі витрати тощо; ♦ витрати на службові відрядження й утримання апарату управління підприємством та іншого загальногосподарського персоналу; ♦ витрати на утримання основних засобів інших матеріальних...
24596. Аудит витрат на виробництво, собівартості виробленої і реалізованої продукції 31.5 KB
  Одним з основних показників роботи будьякого підприємства є випуск продукції та її собівартість. Вивченні організаційнотехнологічних особливостей клієнта Перед початком перевірки в першу чергу аудитор повинен ознайомитися з організаційними і технологічними особливостями виробництва видами продукції що випускається ресурсами що використовуються підприємством. Під організаційними особливостями необхідно розуміти етапи проходження технологічного процесу від одержання сировини та матеріалів зі складу до здавання на склад готової продукції...
24597. Аудит дотримання трудового законодавства та рахунків з оплаті праці 28.5 KB
  Оцінка внутрішнього контролю Для прийняття рішення аудитором щодо методу перевірки та необхідної кількості аудиторських процедур необхідно провести тестування та дати оцінку системі внутрішнього контролю і стану бухгалтерського обліку. Мета тестування внутрішнього контролю: ♦ установити наявність внутрішніх нормативних документів що регламентують трудові правовідносини між роботодавцем і працівниками; ♦ установити чи розподілено несумісні обов'язки; ♦ перевірити чи належним чином санкціонується та схвалюється нарахування заробітної плати...
24598. Мета і завдання аудиту розрахунків із бюджетом 32 KB
  1 Перелік податків та зборів які сплачують платники податків№ з п Загальнодержавні № з п Місцеві 1 2 3 4 1 Податок на додану вартість 1 Готельний збір 2 Акцизний збір 2 Збір на паркування автомобілів 3 Податок на прибуток підприємств 3 Ринковий збір 4 Податок з доходів фізичних осіб 4 Збір за видачу ордера на квартиру 5 Мито 5 Збір із власників собак 6 Державне мито 6 Курортний збір 7 Плата податок за землю 7 Збір за участь у бігах на іподромі 8 Рентні платежі 8 Збір за виграш на бігах 9 Податок із власників...
24599. Мета і завдання аудиту виробничих запасів 32.5 KB
  До виробничих запасів відносять: сировину і матеріали купівельні напівфабрикати та комплектуючі вироби паливо тару і тарні матеріали будівельні матеріали матеріали передані на переробку запасні частини матеріали сільськогосподарського призначення інші матеріали. Тобто від достовірності об'єктивності правдивості та повноти відображення господарських фактів пов'язаних із рухом виробничих запасів залежить правдивість і неупередженість усіх суттєвих для користувачів показників. Мета аудиту Виходячи з вимог чинного законодавства...