Молекулярная физика. Часть 3. Ларионов А.Н - 25 стр.

                                    25

                           Лабораторная работа № 37

     ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА
          ПРИ ПОСТОЯННЫХ ДАВЛЕНИИ И ОБЪЕМЕ
                 РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ

     Цель работы - изучение процесса распространения звуковой волны, изме-
рение скорости звука в воздухе при различных температурах и определение от-
ношения теплоемкостей γ=cP/cV.

                                 Теория метода


     Колебания, возбужденные в какой-либо точке газообразной среды, распро-
страняются в ней с конечной скоростью, передаваясь от одной точки среды к
другой. При изучении закономерностей распространения механических коле-
баний в газообразной среде будем рассматривать ее как сплошную среду, не-
прерывно распределенную в пространстве и обладающую упругими свойства-
ми. Под частицей среды, совершающей вынужденные колебания, будем пони-
мать малый элемент ее объема, размеры которого в то же время во много раз
больше межмолекулярных расстояний, так что в нем содержится очень боль-
шое число молекул.
     В первом приближении все среды (за исключением разреженных газов)
можно считать абсолютно упругими, так как внутренние силы, возникающие в
них при достаточно малых деформациях, оказываются пропорциональными
деформациям. Тело, колеблющееся в упругой среде, периодически воздейству-
ет на прилегающие к нему частицы среды, выводя их из положений равновесия
и заставляя совершать вынужденные колебания. При этом среда вблизи тела
деформируется и в ней возникают упругие силы. Эти силы действуют как на
прилегающие к телу частицы, стремясь возвратить их в положение равновесия,
так и на более удаленные от тела частицы, выводя их из положения равновесия.
Последние взаимодействуют со следующими частицами и т.д. Таким образом,
постепенно все более и более удаленные от колеблющегося тела области среды
вовлекаются в колебательное движение.
     Механические возмущения (деформации), распространяющиеся в упругой
среде, называются упругими или механическими волнами. Тела, которые, воз-
действуя на упругую среду, вызывают эти возмущения, называются источни-
ками упругих волн.
     В зависимости от характера возникающих при этом деформаций различа-
ют волны продольные и поперечные. В газообразных средах возбуждаются
только продольные волны.
     Упругая волна называется продольной, если частицы среды колеблются в
направлении распространения волны.