Определение отношения теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны

 

 

 

 

Министерство образования  Российской Федерации

Санкт-петербургский  государственный Институт

(технический университет)

 

 

Кафедра общей и технической  физики

 

 

 

Отчет по лабораторной работе № 19

«Определение отношения  теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Ст. гр. ГС-02-2

Сучков Ю. В.

 

Проверил: доцент

Смирнова Н. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2002

Цель работы – определение отношения теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха g = C_p/C_V методом стоячей звуковой волны.

 Краткое теоретическое  обоснование: 

Адиабатным называется такой процесс, который происходит в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающий средой, то есть при условии Q=0.

Удельная теплоемкость (С) – это физическая величина, показывающая, какое кол-во теплоты требуется для изменения  температуры вещества массой 1кг на 1⁰С,  .

Теплоемкость  при постоянном давлении (С_р) – это теплоемкость, которая получается при нагревании тела под постоянным давлении.

Теплоемкость  при постоянном объеме (С_v) – это теплоемкость, которая получается при нагревании тела, объем которого остается постоянным.

Длина волны – это расстояние, на которое распространяется волна в течение одного периода.

Скорость волны – это скорость перемещения возмущения в пространстве

 

Основные расчетные  формулы

 

(1) Длина волны  , где - среднее расстояние между пучками, [l]=m,

[d ]=m.

 

(2) Скорость распространения волн u=ln, где n - частота колебаний,  [n]=гц; [u]=М/c.

 

(3) Показатель адиабаты , где R=8.31 Дж/моль*К – универсальная газовая постоянная, m=2.9*10² кг/моль– молярная масса газа, T – абсолютная температура [K]

 

 

Пример вычисления показатель адиабата для первого измерения:

 

g₁=(2.9*10^-2*0.34²*1009²)/(8.31*293)=1.4

 

Среднее значение показателя адиабата:

=(1,40+1,48+1,59)/3=1,49

Таблица измерений и вычислений Таблица №1 номер опыта n lk   l u   g Размерность Гц м м м м/с б/з 1 1000 0,17 0,17 0,34 343,06 1,40 0,34 0,51 2 1100 0,16 0,16 0,32 352,96 1,48 0,37 0,49 0,63 3 1400 0,24 0,13 0,26 365,04 1,59 0,37 0,49

 

Погрешности прямых измерений:

Dl=5*10^-4m – длины;

Dn=5Гц – частоты;

DT=0.5K – абсолютная температура  

 

 

Абсолютная максимальная погрешность  косвенных измерений коэффициента Пуассона (показателя адиабаты):

 

 

Пример вычисления абсолютной максимальной погрешности косвенных измерений:

Dg=1.49*(4*5*10^-4/0.15+2*5/1172+1/2*293)=0,03

 

Окончательный результат: Dg=1.49±0.003.

Вывод: Полученный показатель адиабата совпадает \ не совпадает со справочными  данными.