Описание установки

Рис. 5.1. Экспериментальная установка и её элементы. 1 – зона управления; 2 – приборная зона; 3 – информационная зона; 4 – тумблер «Сеть»; 5 – тумблер «Компрессор»; 6. – пневмотумблер; 7 – табло температур; 8 – табло давления.

Для измерения коэффициента Пуассона воздуха предназначена экспериментальная установка ФПТ1-6, общий вид которой показан на рисунке 5.1.

Установка состоит из металлического сосуда емкостью 3,5 литра, соединенного с микрокомпрессором, размещенным в блоке приборов 2. Микрокомпрессор включается переключателем "Микрокомпрессор", установленным на передней панели установки 5. Пневмотумблер "Атмосфера" 6, позволяет при повороте его по часовой стрелке до щелчка кратковременно соединить колбу с атмосферой.

Давление в колбе измеряется дифференциальным датчиком давления типа МРХ5010dp. В установке предусмотрен также контроль температуры как изнутри колбы, так и снаружи.

Порядок выполнения работы

1. Включить установку тумблером "Сеть". Открыть кран К₁.

2. Для подачи воздуха в сосуд включить тумблер "Компрессор".

3. С помощью измерительного прибора «Давление» контролируют давление в сосуде. Когда давление в сосуде достигнет Р ₁ кПа, закрыть кран К₁ и отключить подачу воздуха.

4. Подождать 2 – 3 минуты, пока температура воздуха в сосуде сравняется с температурой окружающего воздуха Т ₀, в сосуде при этом установится постоянное давление Р ₁. Снять показания измерителя давления Р ₁, установившегося в сосуде, а полученное значение занести в таблицу 6.1

Таблица 6.1

Номер измерения	Р 1	Р 2	g
кПа	кПа
…
…

5. На короткое время соединить сосуд с атмосферой, повернув пневмотумблер "Атмосфера" по часовой стрелке до щелчка.

6. Через 2 – 3 минуты, когда в сосуде установится постоянное давление Р ₂, снять показания измерителя давления Р ₂, установившегося в сосуде, и полученное значение занести в таблицу 6.1.

7. Повторить измерения по п.п. 2 - 6 не менее 10 раз при различных значениях величины Р ₁.

8. Выключить установку тумблером «Сеть».

Обработка результатов измерения

1. Для каждого измерения определить по формуле (4.5) значение коэффициента Пуассона g.Найти среднее значение <g>.

2. Оценить погрешность результатов измерения.

Контрольные вопросы

1. Что такое изопроцессы и каким законам они подчиняются? Нарисуйте графики этих процессов.

2. Сформулируйте 1 закон термодинамики. Запишите этот закон для изобарного, изохорного, изотермического и адиабатного процессов.

3. Дайте определение удельной и молярной теплоёмкости. В каких единицах СИ они измеряются?

4. В чем особенности теплоёмкости газа? Выведите формулу для молярных теплоёмкостей идеального газа.

5. Дайте определение числа степеней свободы молекулы. Чему равна величина i для 1-, 2-, 3- и многоатомных идеальных газов?

6. Какой процесс называется адиабатным? Выведите уравнение Пуассона.

7. Рассчитайте теоретическое значение показателя адиабаты для 1-, 2- и 3- атомного идеального газа.

8. В чем заключается метод Клемана и Дезорма для определения g?

9. Опишите рабочий цикл экспериментальной установки по Р-V диаграмме.

10. Выведите расчетную формулу для определения g.

11. Как и почему изменяется температура газа в сосуде при проведении опыта?