Определение теплоемкости при постоянном давлении
Определение скорости распространения звуковых колебаний. Определение отношения теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны. Характеристика схемы установки для определения теплоемкости.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.08.2020 |
| Размер файла | 57,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ГОРНЫЙ»
Кафедра общей и технической физики
Отчёт по физике
лабораторной работе №11.
Определить отношение теплоёмкости при постоянном давлении
к теплоёмкости при постоянном объёме методом стоячей
звуковой волны
теплоемкость колебание звуковой давление
Выполнил: студент гр. РГИ -13 __________ /Наклеевская Я.М.
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: доцент /Томаев.В.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2013 г.
Цель работы - определить = Cp/CV методом стоячей звуковой волны.
Краткое теоретическое обоснование.
Для вычисления необходимо определить скорость распространения звуковых колебаний. В работе эта скорость определяется методом стоячей волны.
Если в трубе, один конец которой закрыт, возбудить звуковые колебания, в ней в результате наложения двух встречных волн (прямой и отражённой) с одинаковыми частотами и амплитудами будут возникать стоячие волны. В определенных точках амплитуда стоячей волны равна сумме амплитуд обоих колебаний и имеет максимальное значение; такие точки называются пучностями. В других точках результирующая амплитуда равна нулю, такие точки называются узлами. Расстояние между ближайшим узлом и пучностью равно /4, где - длина бегущей звуковой волны. Таким образом, измерив расстояние между узлом и пучностью или между двумя ближайшими пучностями (/2), можно найти длину бегущей звуковой волны . Фазовая скорость волны рассчитывается через длину волны.
Схема установки
В экспериментальную установку входят: стеклянная труба, в которой создаётся стоячая волна, звуковой генератор (ЗГ), микроамперметр, частотомер (Ч). В стеклянную трубу вмонтированы неподвижный микрофон (М) и телефон (Т), который может свободно перемещаться вдоль оси трубы.
Звуковой генератор вырабатывает синусоидальное напряжение звуковой частоты, которое подается на телефон. Переменный ток приводит в колебательное движение мембрану телефона, являющуюся излучателем звуковой волны. Отражённая от противоположной стенки трубы волна движется навстречу излучаемой, и происходит их наложение. В результате в трубе возникает стоячая звуковая волна. В телефоне происходит преобразование механической энергии волны в энергию электрического тока, величина которого измеряется микроамперметром. Частота звуковой волны устанавливается лимбом на генераторе, точное значение частоты измеряется частотомером.
Ход решения:
= 2
=
(1)
- длина бегущей звуковой волны [м]
- среднее расстояние между пучностями [м]
-фазовая скорость волны
- частота колебаний [Гц]
-отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха
- молярная масса газа [моль]
R - универсальная газовая постоянная [8,31 Дж/(мольК)]
T - абсолютная температура [K]
Ход решения:
= 2
=
(1)
Формула для расчета погрешности.
,
где n- число опытов, гi- значение г в каждом отдельном случае.
- длина бегущей звуковой волны [м]
- среднее расстояние между пучностями [м]
-фазовая скорость волны
- частота колебаний [Гц]
-отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха
- молярная масса газа [моль]
R - универсальная газовая постоянная [8,31 Дж/(мольК)]
T - абсолютная температура [K]
Таблица измерений:
|
№опыта |
|
lk |
||||||||
|
Ед. измерения |
Гц |
м |
м |
м |
м/с |
1,3974 |
||||
|
1 |
1 |
1000 |
0,185 |
0,18 |
0,36 |
360 |
1,528 |
|||
|
2 |
0,337 |
|||||||||
|
3 |
0,52 |
|||||||||
|
2 |
1 |
0,51 |
0,17 |
0,34 |
340 |
1,362 |
||||
|
2 |
0,35 |
|||||||||
|
3 |
0,17 |
|||||||||
|
3 |
1 |
0,19 |
0,18 |
0,36 |
360 |
1,528 |
||||
|
2 |
0,37 |
|||||||||
|
3 |
0,55 |
|||||||||
|
4 |
1 |
0,52 |
0,17 |
0,34 |
340 |
1,362 |
||||
|
2 |
0,339 |
|||||||||
|
3 |
0,171 |
|||||||||
|
5 |
1 |
0,175 |
0,16 |
0,32 |
320 |
1,207 |
||||
|
2 |
0,342 |
|||||||||
|
3 |
0,509 |
Погрешность прямых измерений
Частотомер: 10Гц
Термометр: 0,1 С
Миллиметровка: 5·10-4 м
Расчет погрешности:
=0,26994661
Окончательный ответ
= 1,40 ± 0,27
Вывод
В данной работе экспериментально было определено отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны. В процессе работы было проведено 5 опытов, в каждом из которых найдены 3 волновых пучности (для минимизации погрешности). Результатом проведенных опытов стало значение г= 1,40 ± 0,27 . Так же выявлено, что значение г при постоянном давлении больше значения этой же величины при постоянном объеме, а при значении температуры Т=296К эти значения станут равными между собой.
Данная установка позволяет точно вычислить скорость распространения звуковых колебаний, а подставив получившееся значения в формулу можно определить отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха, что и является целью работы
Таблица измерений:
|
№опыта |
|
lk |
lk |
|||||||
|
Ед. измерения |
Гц |
м |
м |
м |
м |
м/с |
1,6082 |
|||
|
1 |
2 |
1000 |
0,43 |
0,17 |
0,18 |
0,36 |
360 |
1,528 |
||
|
3 |
0,25 |
0,18 |
||||||||
|
2 |
1 |
1200 |
0,63 |
0,2 |
0,17 |
0,34 |
408 |
1,963 |
||
|
2 |
0,47 |
0,16 |
||||||||
|
3 |
0,32 |
0,15 |
||||||||
|
3 |
1 |
1400 |
0,52 |
0,14 |
0,13 |
0,26 |
364 |
1,562 |
||
|
2 |
0,4 |
0,12 |
||||||||
|
3 |
0,28 |
0,11 |
||||||||
|
4 |
1 |
1600 |
0,45 |
0,11 |
0,11 |
0,22 |
352 |
1,460 |
||
|
2 |
0,33 |
0,11 |
||||||||
|
3 |
0,23 |
0,11 |
||||||||
|
5 |
1 |
1800 |
0,49 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
360 |
1,528 |
||
|
2 |
0,39 |
0,1 |
||||||||
|
3 |
029 |
0,1 |
Погрешность прямых измерений
Частотомер: 10Гц
Термометр: 0,1 ?С
Миллиметровка: 5·10-4 м
Расчет погрешности:
=1,6
Окончательный ответ
=1,6082 ± 1,6
Вывод: данная установка позволяет точно вычислить скорость распространения звуковых колебаний, а подставив получившееся значения в формулу можно определить отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха, что и является целью работы.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение удельной и молярной теплоемкости. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Расчет теплоемкости газа, сохраняющего неизменным объем. Метод наименьших квадратов. Отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме.
лабораторная работа [42,3 K], добавлен 21.11.2013Виды теплоемкости и соотношение между теплоёмкостями при постоянном давлении и постоянном объеме. Расчет численного значения адиабаты в уравнении Пуассона для одноатомного и многоатомного газов. Теплоемкость в изотермическом и адиабатном процессах.
методичка [72,7 K], добавлен 05.06.2011Исследование процесса, происходящего в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающей средой. Определение теплоёмкости тела при постоянном давлении и при постоянном объёме. Расчет разности между соседними отсчётами; показатель адиабаты.
лабораторная работа [58,2 K], добавлен 05.05.2015Особенности и алгоритм определения теплоемкости газовой смеси (воздуха) методом калориметра при постоянном давлении. Процесс определения показателя адиабаты газовой смеси. Основные этапы проведения работы, оборудование и основные расчетные формулы.
лабораторная работа [315,4 K], добавлен 24.12.2012Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата.
курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019Объяснение перехода теплоты от одного тела к другому на основе калориметрических опытов, произведенных русским ученым М.В. Ломоносовым. Определение теплоемкости металлов (алюминия и железа) при комнатной температуре, сравнение с теоретическими данными.
презентация [1,6 M], добавлен 19.12.2013Теплоемкость газов, твердых тел. Примеры значений. Методы определения теплоемкости индивидуальных веществ. Экспериментальное измерение теплоемкости для разных интервалов температур – от предельно низких до высоких. Производные потенциалы Гиббса.
реферат [36,4 K], добавлен 11.09.2015Определение расхода смеси, ее средней молекулярной массы и газовой постоянной, плотности и удельного объема при постоянном давлении в интервале температур. Определение характера процесса (сжатие или расширение). Процесс подогрева воздуха в калорифере.
контрольная работа [404,8 K], добавлен 05.03.2015Устройство и принцип работы теплового газотурбинного двигателя, его схема, основные показатели во всех основных точках цикла. Способ превращения теплоты в работу. Определение термического коэффициента полезного действия через характеристики цикла.
курсовая работа [232,8 K], добавлен 17.01.2011Определение политропного процесса. Способы определения показателя политропы. Вычисление теплоемкости и количества теплоты процесса. Расчет термодинамических свойств смеси, удельных характеристик процесса. Проверка расчётов по первому закону термодинамики.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 16.01.2013
