Определение показателя адиабаты воздуха методом

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова» Кафедра «Физика и оптотехника»

Лабораторная работа 12

Тема: «Определение показателя адиабаты воздуха методом

Клемана-Дезорма»

Выполнил: Соловьев Е.С.

Студент гр. Б02-620-2

Проверил: Антонов Е.А.

к.ф-м.н., доцент кафедры

Ижевск 2020

Определение показателя адиабаты воздуха методом

Клемана-Дезорма

Цель работы: рассмотреть различные термодинамические процессы в газах, в том числе адиабатный процесс, и методы их реализации. Освоить метод Клемана-Дезорма по определению показателя адиабаты газов.

Задача: экспериментально методом Клемана-Дезорма определить показатель адиабаты воздуха и сопоставить его с табличным значением.

Приборы и принадлежности: стеклянный баллон с кранами, ручной насос (резиновая груша), дополнительный баллон, водяной манометр, резиновые трубки.

Краткая теория.

В молеклярно-кинетической теории для объяснения многих явлений и процессов используется модель идеального газа.

Идеальный газ — теоретическая математическая модель газа; в которой пренебрегают размерами частиц газа, не учитывают силы взаимодействия между частицами газа, предполагая, что средняя кинетическая энергия частиц много больше энергии их взаимодействия, и считают, что столкновения частиц газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

При изобраном процессе давление газа всегда постоянно.
Изобарный процесс — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянных давлении и массе газа.

При изохорном процессе постоянным остается объем газа.
Изохорный процесс — термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. Для осуществления изохорного процесса в газе или жидкости достаточно нагревать (охлаждать) вещество в сосуде, который не изменяет своего объёма.

При изотермическом процессе постоянной остается температура.
Изотермический процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.

Если тело со всех сторон окружено оболочкой, не пропускающей теплоту, то тело не сможет ни отдать ни получить тепло.
Процесс, процесс проходящей без обмена теплом с окружающими телами, называется адиабатный процесс.
Адиабатный процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством. Обратимый адиабатический процесс для идеального газа описывается уравнением Пуассона.
Если на короткое время открыть кран баллона, то часть газа выйдет, а давление внутри баллона снизится до атмосферного Р₀. При этом расширение газа, вследствие кратковременности его протекания, можно считать адиабатическим, т.е. происходящим без теплообмена с окружающей средой; такой процесс называют также изоэнтропийным, т.к. при нем не происходит изменения энтропии. Так как, согласно первому началу термодинамики, работа газа при адиабатическом процессе совершается за счет убыли его внутренней энергии, то температура газа при этом понижается

Удельная и молярная теплоемкости связаны соотношением . Для газов удобно пользоваться молярной теплоемкостью. Из определения понятия теплоемкости с учетом выражений первого закона термодинамики для изобарического и изохорического процессов следует, что величина теплоемкости зависит от условий, при которых газ нагревался. Если при нагревании системы её объем остается постоянным, теплоемкость системы называется изохорной и обозначается и равна (для одного моля газа):

Методическая часть

Теплоемкость:

Молярная теплоемкость:

Уравнение Менделева – Клапейрона:

Внутренняя энергия идеального газа:
Определение показателя адиабаты:

12 Следующая ⇒