Определение показателя адиабаты воздуха. Глазунов О.О - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

Газ O
2
N
2
H
2
CO Воздух
γ
1,396 1,401 1,405 1,401 1,4017
При высоких температурах теплоемкости оказываются большими, а при
низких - меньшими теоретически вычисленных значений.
Описание установки
Установка состоит из стеклянного баллона 1 (см. рис.), соединенного с
манометром 2, краном 3 и резиновой грушей 4. Груша служит для
накачивания воздуха в баллон. На шланге 6 имеется зажим 5,
предотвращающий утечку воздуха из баллона после его накачки. Манометр
измеряет разность давлений внутри и вне баллона. Кран 3 может соединять
баллон с атмосферой.
Пусть первоначально в баллоне было атмосферное давление (при этом
h=0) и комнатная температура. Процесс выполнения работы можно условно
разбить на два этапа, каждый из которых включает в себя адиабатный и
изохорный процесс.
1-ый этап:
При закрытом кране 3 накачиваем в баллон небольшое количество воздуха
и зажимаем шланг зажимом 5. При этом давление и температура в баллоне
повысятся. Это адиабатный процесс.
Со временем давление в баллоне начнет уменьшаться вследствие того, что
газ в баллоне начнет охлаждаться за счет теплообмена через стенки баллона.
При этом величина h будет уменьшаться. Это изохорный процесс.
Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравнится с
температурой окружающего воздуха, запишем показание манометра h
1
.
2-ой этап:
Теперь откроем кран 3 на 1-2 секунды. Воздух в баллоне будет адиабатно
расширяться до атмосферного давления. При этом температура в баллоне
понизится.
Затем кран 3 закроем. Со временем давление в баллоне начнет
увеличиваться вследствие того, что газ в баллоне начнет нагреваться за счет
теплообмена через стенки баллона. При этом будет увеличиваться величина
h. Это изохорный процесс.
Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравнится с
температурой окружающего воздуха, запишем показание манометра h
2
.
Для каждой ветви 2-х этапов можно написать соответствующие уравнения
адиабаты и изохоры. Получится система уравнений, которые включают в
себя определяемую величину
γ
(см. приложение). Приближенное решение их
приводит к следующей расчетной формуле для γ:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                         Газ        O2       N2       H2       CO      Воздух
                                         γ         1,396    1,401    1,405     1,401   1,4017


                  При высоких температурах теплоемкости оказываются большими, а при
                низких - меньшими теоретически вычисленных значений.


                                               Описание установки

                   Установка состоит из стеклянного баллона 1 (см. рис.), соединенного с
                манометром 2, краном 3 и резиновой грушей 4. Груша служит для
                накачивания воздуха в баллон. На шланге 6 имеется зажим 5,
                предотвращающий утечку воздуха из баллона после его накачки. Манометр
                измеряет разность давлений внутри и вне баллона. Кран 3 может соединять
                баллон с атмосферой.
                   Пусть первоначально в баллоне было атмосферное давление (при этом
                h=0) и комнатная температура. Процесс выполнения работы можно условно
                разбить на два этапа, каждый из которых включает в себя адиабатный и
                изохорный процесс.
                   1-ый этап:
                  При закрытом кране 3 накачиваем в баллон небольшое количество воздуха
                и зажимаем шланг зажимом 5. При этом давление и температура в баллоне
                повысятся. Это адиабатный процесс.
                  Со временем давление в баллоне начнет уменьшаться вследствие того, что
                газ в баллоне начнет охлаждаться за счет теплообмена через стенки баллона.
                При этом величина h будет уменьшаться. Это изохорный процесс.
                  Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравнится с
                температурой окружающего воздуха, запишем показание манометра h1.
                   2-ой этап:
                  Теперь откроем кран 3 на 1-2 секунды. Воздух в баллоне будет адиабатно
                расширяться до атмосферного давления. При этом температура в баллоне
                понизится.
                  Затем кран 3 закроем. Со временем давление в баллоне начнет
                увеличиваться вследствие того, что газ в баллоне начнет нагреваться за счет
                теплообмена через стенки баллона. При этом будет увеличиваться величина
                h. Это изохорный процесс.
                  Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравнится с
                температурой окружающего воздуха, запишем показание манометра h2.
                   Для каждой ветви 2-х этапов можно написать соответствующие уравнения
                адиабаты и изохоры. Получится система уравнений, которые включают в
                себя определяемую величину γ (см. приложение). Приближенное решение их
                приводит к следующей расчетной формуле для γ:

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы