Определение отношения Cp/Cv методом стоячих волн. Насыров В.В. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТОГУ | Хабаровск

Составители: 

Рубрика: 

4
точно удается измерить показатель адиабаты
,
P
V
C
C
γ
=
входящий в уравне-
ние Пуассона, описывающее адиабатический процесс:
constPV =
γ
.
Показатель адиабаты в данной работе определяется для воздуха, кото-
рый примерно на 96 % состоит из молекул двухатомного газа (молекуляр-
ных азота и кислорода). Теоретическое значение величины
γ
может быть
рассчитано по формуле
i
i 2
+
=
γ
.
(1)
В данной работе показатель адиабаты γ газа рассчитывается по значению
скорости звука
зв
υ в этом газе.
Звуковые (акустические) волны представляют собой распространяю-
щиеся малые механические колебания частиц упругой среды. Прохождение
звуковой волны в газообразной среде сопровождается периодическими сжа-
тиями и разрежениями макроскопических объемов газа, приводя к измене-
нию давления отдельных участков газа.
Термодинамический закон, описывающий деформацию участков среды
в звуковой волне, зависит от
частоты волны f. При малых частотах f, соот-
ветствующих инфразвуковой области (f ≤ 16 Гц), период колебаний частиц
среды достаточно велик, поэтому можно считать, что сжатия и разрежения
газа происходят медленно и все участки газа имеют одинаковую температу-
ру (изотермический процесс). В случае когда частота волны достаточно ве-
лика (f
>> 16 Гц), акты сжатия и разрежения чередуются быстро и в первом
приближении можно считать, что теплообмен между участками среды с
различной температурой не происходит. Таким образом, деформация газа в
звуковой волне большой частоты является адиабатическим процессом и
описывается уравнением Пуассона, что дает возможность получить зависи-
мость показателя адиабаты γ от скорости
распространения продольных зву-
ковых волн
зв
υ (см., например, [1]):
2
зв
RT
υ
µ
γ
=
.
(2)
Описание установки и метода измерений
Рассмотрим процесс распространения звуковой волны по закрытой ци-
линдрической трубе (рис.1). Пусть источник звуковых волн расположен в
одном из торцов трубы так, что волна распространяется преимущественно
вдоль оси цилиндра. Отразившись от дна, волна начинает двигаться в про-
тивоположном направлении. Затем волна отражается от крышки и т.д. При
каждом от
ражении и распространении в среде энергия волны теряется, по-
этому в результате многократных отражений от торцов трубы возникает ко-
нечное число волн, идущих во взаимно противоположных направлениях.

Страницы