Измерение показателя адиабаты
Как было ранее установлено, показатель адиабаты равен Звук в газе является распространяющейся волной сжатия-разряжения. Ньютон был одним из первых, получивших выражение для скорости распространения волны в газе. Он использовал тот факт, что в среде, обладающей упругостью, звук распространяется со скоростью Заметим, что в приближении идеального газа уравнение состояния можно записать в виде: Из уравнения (17) следует, что скорость звука в газе не зависит от давления, а зависит только от абсолютной температуры и от молярной массы газа. На этом основан эффектный демонстрационный опыт. Если мужчине вдохнуть гелий, и проговорить какую-нибудь фразу, то вместо тенора (баритона, баса) прозвучит тонкий дискант (почему?). Для 200С формула Ньютона для скорости звука в воздухе дает что существенно ниже экспериментального значения cS=343 м/с. Причина несогласия ньютоновской формулы с данными эксперимента состоит в принятии предположения об изотермическом сжатии газа в волне. Эту ошибку Ньютона исправил Лаплас. Он рассуждал примерно так. Колебания давления в звуковой волне происходят с большой частотой. А так как воздух – плохой проводник тепла, то сжатие-разряжение в звуковой волне скорее должны походить на адиабатический процесс, чем на изотермический. Вместо формулы (13) надо взять дифференциальное уравнение адиабаты: Повторение выше проведенных рассуждений и выкладок, с учетом данной поправки, приводит к следующей формуле: Если иметь в виду уравнение Майера, то становится понятным, почему трудоемким и не очень точным измерениям CV и CP физики предпочитают измерение показателя адиабаты.
|