Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

4
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА
ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ
Цель работы.
Целью лабораторной работы является измерение удельной теплоемкости
воздуха при постоянном давлении.
Краткое теоретическое введение.
Теплоемкостью тела
C
называют отношение бесконечно малого количества
тепла
Q
d
, полученного телом, к соответствующему приращению
dT
его
температуры
Q
C
dT
=
d
. (1.1)
Теплоемкость
c
тела массой в 1кг называют удельной (измеряется в единицах
[Дж/(кг·К)]), теплоемкость одного моля вещества
C
называют молярной
(измеряется в единицах [Дж/(моль·К)]). Очевидно, что
Cc
m
, где
m
– молярная
масса (кг/моль).
Так же, как и количество тепла, теплоемкость есть функция процесса, и
приобретает однозначный смысл при указании условий нагрева. То есть при
одной и той же величине
Q
d
приращение температуры
dT
будут разными в
зависимости от того, как меняются внешние параметры (объем
V
, давление
P
и
т. д.) в процессе нагрева. Соответственно разными будут и теплоемкости,
измеренные в разных процессах. На основании формулы
Q dU A dU PdV
=+=+
dd
где
U
– внутренняя энергия системы,
A
– работа, перепишем уравнение (1.1)
dU PdV
C
dT
+
= , (1.2)
и поскольку
VT
UU
dU dT dV
TV
¶¶
æö æö
=+
ç÷ ç÷
¶¶
èø èø
,
получим
VT
U U dV
CP
T V dT
éù
¶¶
æö æö
=++
êú
ç÷ ç÷
¶¶
èø èø
ëû
. (1.3)
В термодинамике особое значение имеют теплоемкости
V
C
и
P
C
в
процессах с фиксированным объемом образца (
V const
=
) и при фиксированном
давлении (
P const
=
). Из соотношения (1.3) очевидно, что
                            Лабораторная работа № 1

            ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА
                    ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ

Цель работы.
      Целью лабораторной работы является измерение удельной теплоемкости
воздуха при постоянном давлении.


Краткое теоретическое введение.
    Теплоемкостью тела C называют отношение бесконечно малого количества
тепла d Q , полученного телом, к соответствующему приращению dT              его
температуры
                                           dQ
                                      C=      .                            (1.1)
                                           dT
Теплоемкость c тела массой в 1кг называют удельной (измеряется в единицах
[Дж/(кг·К)]), теплоемкость одного моля вещества          C   называют молярной
(измеряется в единицах [Дж/(моль·К)]). Очевидно, что C = m × c , где m – молярная
масса (кг/моль).
    Так же, как и количество тепла, теплоемкость есть функция процесса, и
приобретает однозначный смысл при указании условий нагрева. То есть при
одной и той же величине d Q приращение температуры dT будут разными в
зависимости от того, как меняются внешние параметры (объем V , давление P и
т. д.) в процессе нагрева. Соответственно разными будут и теплоемкости,
измеренные в разных процессах. На основании формулы
                            d Q = dU + d A = dU + PdV
где U – внутренняя энергия системы, A – работа, перепишем уравнение (1.1)
                                        dU + PdV
                                   C=              ,                    (1.2)
                                            dT
и поскольку
                                 æ ¶U ö        æ ¶U ö
                          dU = ç      ÷  dT + ç      ÷ dV ,
                                 è ¶T øV       è ¶V øT
получим
                              æ ¶U ö     éæ ¶U ö       ù dV
                         C =ç       ÷ + êç      ÷ + Pú      .           (1.3)
                              è ¶T øV ëè ¶V øT         û dT
     В термодинамике особое значение имеют теплоемкости CV и C P в

процессах с фиксированным объемом образца ( V = const ) и при фиксированном
давлении ( P = const ). Из соотношения (1.3) очевидно, что

                                           4

Страницы