ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СР/СV
Издательство ТГТУ
Министерство образования Российской Федерации Тамбовский государственны...
226 downloads
642 Views
240KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СР/СV
Издательство ТГТУ
Министерство образования Российской Федерации Тамбовский государственный технический университет
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СР/СV Лабораторная работа Для студентов 2 курса дневного отделения технических специальностей
Тамбов Издательство ТГТУ 2003 ББК В3 УДК 53 Г611 Утверждено редакционно-издательским советом университета
Рецензент профессор В. И. Ляшков
Г611 Определение отношения Ср/Сv: Лаб. работа / Сост.: Ю. М. Головин, В. Н. Холодилин. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. 12 с.
В лабораторной работе рассмотрены теоретическое обоснование и методические указания по определению отношения Ср/СV методами Клемана-Дезорма и измерения скорости звука. Предназначена для студентов 2 курса дневного отделения технических специальностей. ББК В3 УДК 53
Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2003
Учебное издание ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СР/СV Лабораторная работа Составители: Головин Юрий Михайлович, Холодилин Валерий Николаевич Редактор В. Н. Митрофанова Компьютерное макетирование Е. В. Кораблевой Подписано к печати 22.01.2003 Формат 60 × 84/16. Бумага газетная. Печать офсетная Объем: 0,7 усл. печ. л.; 0,6 уч. изд. л. Тираж 200 экз. С. 28 Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14
Определение отношения Ср/Сv (для воздуха методом Клемана-Дезорма) Цель работы: определить отношение Ср/Сv для воздуха методом Клемана-Дезорма, основанном на исследовании некоторой массы газа, последовательно переходящего в различные состояния. Приборы и принадлежности: стеклянная колба, насос, манометр. В настоящей работе определение Сp/Сv = γ производится одним из классических методов – методом Клемана-Дезорма. Большой сосуд при помощи крана К1 сообщается с наружным воздухом (рис. 1), а с помощью крана К2 – с водяным манометром и нагнетательным насосом. В предстоящем опыте полная масса газа в сосуде будет изменяться. Поэтому, будем оперировать удельным объемом v = V/m, где m – масса газа; V – объем. Выделяя мысленно единичную массу газа, которая при всех изменениях остается внутри сосуда, для адиабатического процесса можно записать уравнение Пуассона Pvγ = const,
γ −1 или P γ = const.
T
Рассмотрим последовательно процессы происходящие в работе. Закрыть кран К1 и быстро накачать в сосуд воздух до тех пор, пока манометр покажет разность давлений 115 – 120 мм вод. ст. Перекроем краном К2 трубку, соединяющую баллон с насосом. На рис. 2 этот процесс соответствует адиабате 0-1. Через 2-3 мин давление снизится от P1 до P2, а температура снизится от Т1 до Т2 = Т0, т.е. комнатной. Воздух изохорически перейдет из состояния P1, T1, v1 в состояние P2, T0, v2 = v1 – процесс 1-2.
Рис. 1
Если соединить сосуд с атмосферой на τ секунд, открывая кран К1, то воздух в сосуде будет расширяться адиабатически до тех пор, пока его давление не установится равным атмосферному Р0, тем самым температура понизиться до Т3 < Т0 – процесс 2-3. Для него имеем P2
γ −1
T0
γ
=
P0
γ −1
T3
γ
.
(1)
После закрытия крана К1 температура воздуха в баллоне через некоторое время (2-3 мин), определяемое теплопроводностью стенок сосуда cравняется с Т0. Процесс 3-4 изохорический. Для него имеем
P0 T3
=
P4
=
T4
P4 T0
.
(2)
P 1 P1
Накачивание адиабата
2
P2
4
H
P4
Кривая 2, 4, 0
h
0 изотерма, Т0 3
P0 Адиабата
1
2
3 4 5
τ, c
6
v Рис. 2 Решая совместно (1) и (2) имеем P4 P 0
γ
P = 2 P 0
γ −1
.
(3)
Логарифмируя (3) получим ln γ= ln
P2 P0 p2 P4
H ln 1 + P0 P0 = = p +H H − h ln 0 ln 1 + P0 + h P0 + h ln
P0 + H
.
Имея ввиду то, что H, h