Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СP / CV, И СКОРОСТИ ЗВУКА

В ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСА"

План

• Введение
• 1. Теоретическая часть
• 2. Порядок выполнения работы
• 3. Практическая часть
• Вывод


Введение

Цель работы: 1) изучить законы идеального газа; 2) ознакомиться с резонансным методом определения скорости звука в воздухе методом стоячей волны; 3) определить отношение СP / CV .

Приборы и принадлежности: установка для определения скорости звука в воздухе методом акустического резонанса, электронный осциллограф, звуковой генератор.

1. Теоретическая часть

Измерив при определенной температуре Т скорость звука в газе Г и зная молярную массу газа m, можно по формуле вычислить одну из важнейших термодинамических характеристик - показатель адиабаты g.

В предлагаемой работе скорость звука измеряется методом стоячих волн, образующихся в столбе газа, заключенного в трубе. Один конец трубы закрыт поршнем, у другого расположена мембрана динамика. При включении звукового генератора колебания мембраны вызывают распространение звуковой волны, которая интерферирует с волной, отраженной от поверхности поршня.

Если частота колебаний совпадает с одной из частот собственных колебаний воздушного столба (явление резонанса), то в трубе устанавливаются стоячие звуковые волны.

Рассмотрим случай, когда затухание в среде невелико, амплитуды падающей и отраженной волн одинаковы и равны A0 .

При отражении волны от более плотной преграды в точке отражения как бы теряется половина волны, т.е. фаза отраженной волны меняется на p

Так как стоячая волна является результатом сложения двух волн, распространяющихся в противоположные стороны, то результирующий поток энергии равен 0. Значит, стоячая волна энергию не переносит.

В случае отражения упругой волны от более плотной среды (поршня) собственные частоты определяются из условия. Если на длине воздушного столба L установилась стоячая волна, то на этой длине укладывается целое число полуволн

При совпадении собственной частоты v с частотой вынуждающей силы (частота генератора) амплитуда стоячей волны резко возрастает - наблюдается явление резонанса. Наименьшая разность длин двух воздушных столбов, в которых возникает резонанс в закрытой трубе, равна:

Таким образом, скорость звука в воздухе можно определить на любой частоте колебаний источника, если, непрерывно изменяя длину воздушного столба, находить l.

2. Порядок выполнения работы

звуковой резонанс генератор мембрана

- Проверить правильность схемы экспериментальной установки.

- Включить осциллограф и получить на экране горизонтальную линию развертки.

- Включить звуковой генератор, установить частоту 1200 Гц.

- Ручкой "усиление по вертикали" установить высоту осциллограммы на экране осциллографа так, чтобы она не выходила за пределы экрана.

- Перемещая поршень, настроиться на резонанс (высота развертки

максимальна) и зафиксировать значение Ln по делениям шкалы. Затем, перемещая поршень, добиться следующего резонанса и записать значение Ln +1 . Найти разность отсчетов соседних положений поршня при резонансе. Эта величина дает значение половины длины стоячей волны.

-Каждую настройку трубы в резонанс провести не менее трех раз, определяя положение поршня как среднее арифметическое

l= (l1 + l2 + l3+l4)/4,

- Подобные измерения провести на частотах 1200, 1400, 1600, 1800 Гц.

- Используя соотношение, рассчитать скорость звука в воздухе и затем, используя формулу, определить значение g

- Температуру воздуха в трубе принять равной комнатной.

- Оценить ошибку измерений.

- Данные измерений и вычислений занести в таблицу

3. Практическая часть

Вывод

Выполнив работу мы смогли найти и изучить законы идеального газа; ознакомились с резонансным методом определения скорости звука в воздухе, используя метод стоячей волны; с помощью данного метода нашли соотношение Cp/Cv.

Размещено на Allbest.ru