Послідовність виконання роботи. Завдання 1. Вивчити на рV-діаграмі (рис.2) термодинамічні процеси однієї і тієї самої маси повітря в балоні

Завдання 1. Вивчити на рV-діаграмі (рис.2) термодинамічні процеси однієї і тієї самої маси повітря в балоні, які проводились при виконанні цієї роботи.

Завдання 2. Визначити відношення питомих теплоємностей для повітря.

Накачати насосом повітря в балон так, щоб величина тиску, що показана U-подібним манометром, складала 20 - 25см водного стовпчика. Закрити кран в. Зачекати не менше двох хвилин, поки температура повітря в балоні і оточуючому просторі не стануть однаковими. Виміряти встановлене значення величини DР₁.

Повернувши кран а, з’єднати балон з атмосферою і одночасно ввімкнути секундомір. Через t = 60 с знову закрити кран а балону. Через деякий час (не менше 2 хв.), необхідний для вирівнювання температури (процес 6®7), знову записати показники манометру DР. Аналогічно провести вимірювання для часу витримки t = 50, 40, 30, 20, 15, 10 і 5 с.

Використовуючи отримані дані, побудувати графік залежності від t і екстраполювати його до перетину з віссю ординат. Величина відрізку, що відсікається на осі ординат, дає змогу знайти величину g за формулою (16). Результати вимірювань і розрахунку занести до таблиці 1.

Завдання 3. Обчислити коефіцієнт тепловіддачі з поверхні балону.

Отже, з формули (14) тангенс кута нахилу графіка залежності від t дорівнює . Величина m₀ = V₀ × r_пов. може бути розрахована, якщо скористатися табличними значеннями r_пов.. Значення r_пов. і с_Р надані на установці. Використовуючи ці дані, обчислити величину a. Результати розрахунку занести в таблицю 1.

Таблиця 1

Т = 293 К

r_пов. = 1,29 кг/м³

с_Р = 0,99 Дж/(г×К)

Контрольні питання

1. Що таке теплоємність? Яка розмірність цієї фізичної величини?

2. Який зв’язок між С_Р, С_V і числом ступенів свободи молекул газу?

3. Скільки ступенів свободи у молекул газів Не, Н₂, СО₂? Які це ступені свободи?

4. В якому газі має найбільше значення – в Н₂, Не, СН₄?

5. Як вплине на хід експерименту присутність парів води в повітрі?

6. Чому відношення теплоємностей повітря, визначене методом адіабатичного розширення за формулою (7), має більшу похибку, ніж за формулою (16) з врахуванням часу затримки?

Лабораторна робота № 110

Вимірювання теплоємності металів методом охолодження

Мета роботи:

1 Ознайомитись з класичною (закон рівнорозподілу енергії за ступенями свободи молекул) та елементами квантової теорій теплоємності твердих тіл.

2 Визначити температурну залежність питомої теплоємності сталі та алюмінію, використавши за еталон мідний зразок.

3 Визначити молярну теплоємність металів та перевірити справедливість закону Дюлонга-Пті.