Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

34
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА
Цель данной работы является экспериментальное определение отношения
удельных теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме
/
PV
cc
.
1. Теоретическое введение
Удельной теплоемкостью газа называется величина, численно равная
количеству теплоты, необходимой для нагревания 1 кг газа на 1°С.
Удельная теплоемкость зависит от условий нагревания газа. Рассмотрим
особенности нагревания воздуха, находящегося в цилиндре с поршнем при
постоянном объеме и при постоянном давлении. В первом случае для увеличения
температуры на
T
D
понадобится количество тепла
1
Q
D
:
1 V
D=D
, (5.1)
где
V
c
– удельная теплоемкость при постоянном объеме,
M
– масса газа; во
втором случае
2
Q
D
:
2
P
Q McT
D=D
, (5.2)
где
P
c
– удельная теплоемкость при постоянном давлении.
Опыт и теория показывает, что
21
QQ
D >D
и, следовательно,
PV
cc
>
. Это
объясняется тем, что в случае нагревания газа при постоянном, давлении
подводимое тепло идет как на увеличение внутренней энергии газа (в количестве
1
Q
D
), так и на совершение им положительной работы расширения:
21
AQQ
D= D -D
. В случае нагревания газа при постоянном объеме подводимое
тепло
1
Q
D
затрачивается только на увеличение внутренней энергии газа.
В уравнения, описывающие адиабатные процессы идеальных газов, входит
величина отношения удельных теплоемкостей при постоянных давлении и
объеме
PV
cc
g=
. Величина
g
зависит от числа степеней свободы
i
молекул
                                    Лабораторная работа № 5

      ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА


         Цель данной работы является экспериментальное определение отношения
удельных теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме

cP / cV .
1. Теоретическое введение

        Удельной теплоемкостью газа называется величина, численно равная
количеству теплоты, необходимой для нагревания 1 кг газа на 1°С.

        Удельная теплоемкость зависит от условий нагревания газа. Рассмотрим
особенности нагревания воздуха, находящегося в цилиндре с поршнем при
постоянном объеме и при постоянном давлении. В первом случае для увеличения

температуры на         DT     понадобится количество тепла     DQ1 :

                                          DQ1     =
                                                  McV DT ,                                (5.1)

где   cV    – удельная теплоемкость при постоянном объеме,              M   – масса газа; во

втором случае         DQ2 :

                                          DQ2 =McP DT ,                                   (5.2)

где   cP   – удельная теплоемкость при постоянном давлении.

        Опыт и теория показывает, что           DQ2 > DQ1    и, следовательно,   cP > cV . Это
объясняется тем, что в случае нагревания газа при постоянном, давлении
подводимое тепло идет как на увеличение внутренней энергии газа (в количестве

DQ1 ),      так   и     на     совершение    им    положительной       работы    расширения:

DA
 = DQ2 - DQ1 . В случае нагревания газа при постоянном объеме подводимое
тепло      DQ1 затрачивается только на увеличение внутренней энергии газа.
В уравнения, описывающие адиабатные процессы идеальных газов, входит
величина отношения удельных теплоемкостей при постоянных давлении и

объеме      g = cP cV    . Величина   g   зависит от числа степеней свободы      i   молекул


                                                  34

Страницы