Порядок выполнения работы. 1. С помощью компрессора осторожно накачать в баллон воздух так, чтобы разность уровней жидкости в манометре стала равной 25-30 см

1. С помощью компрессора осторожно накачать в баллон воздух так, чтобы разность уровней жидкости в манометре стала равной 25-30 см. Закрыть клапан насоса, выждать 3-4 минуты, пока температура воздуха в баллоне не сравняется с комнатной (пока движение уровней в манометре не прекратится). По нижнему уровню мениска определить уровни жидкости L₁' и L₂' в коленах манометра. Занести значения L₁', L₂' и h' = L₁' – L₂' в табл. 2.1.

2. С помощью вентиля соединить баллон с атмосферой и держать его открытым до тех пор, пока уровни в манометре не сравняются. При этом вплоть до выравнивания каждый уровень должен двигаться в одну сторону. После этого закрыть вентиль. Воздух в баллоне будет нагреваться до комнатной температуры. Соответственно и давление будет повышаться. Через 3-4 минуты, когда движение уровней в манометре прекратится, записать значения L₁", L₂"; и h"= L₁" - L₂"; в табл. 2.1.

Замечание. При проведении данного эксперимента масса воздуха в баллоне не остается постоянной. Если после накачки (состояние 1) его масса m₁, то после открытия крана часть воздуха выходит из баллона (состояние 2), так что масса оставшегося в нем воздуха m₂ < m₁.

Именно для m₂ справедливо все вышесказанное при выводе формулы (2.8). Действительно, в состоянии 1 масса m₂ занимает некоторый объем V₁ < V (рис.2.3), так как на весь объем баллона V приходится масса m₁ > m₂.

А в состоянии 2 масса m₂ занимает уже весь объем баллона (V₂ = V, рис.2.3). Таким образом, для воздуха массой m₂ состояния 1 и 2 описываются формулами (2.1) и (2.2) соответственно, а переход 1 → 2 - формулой (2.3).

3. Повторить опыты не менее 10 раз.

Результаты измерений занести в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Номер опыта	L1', мм	L2', мм	h', мм	L1", мм	L2", мм	h", мм	γ
. .

4. По формуле (2.8) рассчитать γ для каждого опыта.

5. Рассчитать среднее значение γ.

6. Ошибку в определении γ рассчитать по формуле:

,

где - коэффициент Стьюдента, n - число измерений, α – коэффициент надежности (принять равным 0,95), S_γ - стандартное отклонение среднего.

7. Сравнить полученное значение γ = γ_ср + ∆γ с теоретическим значением γ для двухатомного газа.

 

Контрольные вопросы

1. Как определяются удельная и молярная теплоемкости? Какова связь между ними? Единицы измерения.

2. От чего зависит теплоемкость газов?

3. Что такое коэффициент Пуассона?

4. Какой процесс называется адиабатным и каким уравнением он описывается?

5. Почему С_р > С_v?

6. Что такое число степеней свободы молекулы?

7. Чему равно теоретическое значение коэффициента Пуассона для воздуха?

8. Как и почему меняются температура и давление воздуха в баллоне во время опыта?

9. Какое влияние оказывает на результат запаздывание при закрытии крана К₁?

 

Литература: [1].....[5]