Молекулярная физика и термодинамика. Ч.2. Косенко Г.И - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

9
кран поворачивают (против стрелки часов) – так, чтобы полость баллона
полностью изолировалась от воздуха комнаты. После этого, когда давле-
ние установится, производят первый отсчет разности уровней в мано-
метре
1
h .
Поворотом крана (против часовой стрелки) устанавливают на
один момент сообщение полости сосуда с атмосферой. Кран вновь по-
ворачивают (по стрелке часов), снова изолируя полость сосуда; реко-
мендуется закрывать кран тотчас же после прекращения звука, созда-
ваемого выходящим воздухом.
После установления давления в сосуде производят второй отсчет
разности уровней в манометре
2
h
.
Опыт следует повторить не менее десяти раз, изменяя в каждом
случае величину
1
h
.
Для каждой пары значений
1
h
и
2
h
по формуле (4) определяют
величину отношения удельных теплоемкостей. За истинное значение
принимают среднее арифметическое.
A
B
C
10
Контрольные вопросы
1. Какой процесс называется адиабатическим? Изотермическим?
2. Какими уравнениями характеризуются эти процессы?
3. Как изменяется внутренняя энергия газа при адиабатическом
процессе?
4. Что такое удельная и молярная теплоёмкость газов?
5. Почему С
ρ
больше С
v
?
6. В чём физический смысл газовой постоянной?
7. Как на основе молекулярно-кинетической газа определяется
теплоёмкость газов?
Лабораторная работа № 7
Определение коэффициента теплопроводности металлов
методом изучения распределения температуры
нагреваемого с одного конца металлического стержня
Цель работы – определение коэффициента теплопроводности ме-
таллов.
Приборы и принадлежности: установка, график показаний термо-
пар, линейка, штангенциркуль.
Распределение температуры
T
вдоль нагреваемого с одного кон-
ца стержня, ось которого совпадает с осью
X
, дается решением диффе-
ренциального уравнения вида
2
2
0
2
()
dT
aT T
dx
=−
. (1)
Здесь
0
T
– температура окружающего стержень пространства;
a
– коэффициент теплоотдачи, имеющий вид
2
p
a
S
α
λ
=
;
p
– периметр по-
перечного сечения стержня;
S
– площадь поперечного сечения стерж-
ня;
λ
– искомый коэффициент теплопроводности. Решение уравнения
(1), являющегося дифференциальным уравнением второго порядка с
постоянными коэффициентами, имеет вид:
0
exp( ) exp( )TT A ax B ax
−
=−+
.
Полагая, что при
0x
=
, а
1
TT
=
, сам стержень бесконечно длин-
ный, т. е. при
x
=
∞
,
0
TT
, и тонкий настолько, что разницей темпера-
кран поворачивают (против стрелки часов) – так, чтобы полость баллона                           Контрольные вопросы
полностью изолировалась от воздуха комнаты. После этого, когда давле-
                                                                              1. Какой процесс называется адиабатическим? Изотермическим?
ние установится, производят первый отсчет разности уровней в мано-
                                                                              2. Какими уравнениями характеризуются эти процессы?
метре h1 .
                                                                              3. Как изменяется внутренняя энергия газа при адиабатическом
      Поворотом крана (против часовой стрелки) устанавливают на         процессе?
один момент сообщение полости сосуда с атмосферой. Кран вновь по-             4. Что такое удельная и молярная теплоёмкость газов?
ворачивают (по стрелке часов), снова изолируя полость сосуда; реко-           5. Почему Сρ больше Сv?
мендуется закрывать кран тотчас же после прекращения звука, созда-            6. В чём физический смысл газовой постоянной?
ваемого выходящим воздухом.                                                   7. Как на основе молекулярно-кинетической газа определяется
      После установления давления в сосуде производят второй отсчет     теплоёмкость газов?
разности уровней в манометре h2 .
      Опыт следует повторить не менее десяти раз, изменяя в каждом
случае величину h1 .                                                                          Лабораторная работа № 7
      Для каждой пары значений h1 и h2 по формуле (4) определяют            Определение коэффициента теплопроводности металлов
величину отношения удельных теплоемкостей. За истинное значение                 методом изучения распределения температуры
принимают среднее арифметическое.                                            нагреваемого с одного конца металлического стержня

                                                                              Цель работы – определение коэффициента теплопроводности ме-
                                     B                                  таллов.
                                                                              Приборы и принадлежности: установка, график показаний термо-
                                                                        пар, линейка, штангенциркуль.
                                                                              Распределение температуры T вдоль нагреваемого с одного кон-
                                                                        ца стержня, ось которого совпадает с осью X , дается решением диффе-
                                                                        ренциального уравнения вида
                                                                                                    d 2T
                                                                                                         = a 2 (T − T0 ) .               (1)
                                         C                                                          dx 2
                                                                              Здесь T0 – температура окружающего стержень пространства; a

                                                                        – коэффициент теплоотдачи, имеющий вид a 2 =
                                                                                                                         α p ; – периметр по-
                                                                                                                              p
                                                                                                                         λS
                                                                        перечного сечения стержня; S – площадь поперечного сечения стерж-
                                     A                                  ня; λ – искомый коэффициент теплопроводности. Решение уравнения
                                                                        (1), являющегося дифференциальным уравнением второго порядка с
                                                                        постоянными коэффициентами, имеет вид:
                                                                                              T − T0 = A exp( −ax ) + B exp( ax) .
                                                                               Полагая, что при x = 0 , а T = T1 , сам стержень бесконечно длин-
                                                                        ный, т. е. при x = ∞ , T = T0 , и тонкий настолько, что разницей темпера-

                                 9                                                                         10

Страницы