ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ .

В данной работе используется метод адиабатического расширения исследуемого газа (предложен Клеманом и Дезормом).

Суть метода в следующем: если в сосуд Б, соединенный с манометром М для измерения давления в сосуде, накачать при закрытом кране К1 небольшую порцию воздуха, то при этом газ в сосуде сжимается и нагревается. Для единицы массы воздуха в баллоне этот процесс изображен на P-V диаграмме(рис.3) отрезком адиабаты 1-2. В начальном состоянии объем единицы массы обозначен V0, температура T0(равна комнатной), давление P(равно атмосферному). Затем кран закрывается и в сосуде происходит процесс изохорического остывания 2-3 до начальной температуры T3=T0.

Рис. 2

После изохорического остывания (состояние 3) единица массы газа в баллоне имеет следующие параметры: V3, T0, P3. Давление P3 будет несколько выше атмосферного давления на величину Pi, которая измеряется манометром М в мм. водяного столба.

P3 = P0 + P1 (24)

Затем открывают кран K1 и происходит процесс адиабатического расширения 3-4 (см.рис.3). Как только давление в газе упадет до P0 кран K1 закрывается и происходит процесс изохорического нагрева 4-5 до комнатной температуры T5 = T0. Давление при этом будет возрастать от P0 до P5:

P5 = P0 + P2 (25)

Где P2 опять измеряется манометром М.

Процесс 3-4 происходит адиабатически и описывается уравнением (22). Поскольку объем выделенной нами единицы массы газа измерить трудно, уравнение адиабаты для 3-4 запишем в виде уравнения (23):

P3 Т0 = P4 T4 (26)

Процесс 4-5 описывается уравнением изохоры:

P5T0-1 = P4T4-1 (27)

Возведем обе части уравнения (27) в степень и поделим уравнение (26) на полученное уравнение с целью исключения из этих равенств температур Т0 и Т4:

или, т.к. Р4 = Р0 имеем: (28)

учитывая (24) и (25) перепишем (28) в виде:

(29)

Поскольку и то с достаточной точностью можно ограничиться только двумя членами в разложении сумм в (29) по степеням γ-1 и γ

отсюда уже можно найти значение:

т.к. ΔР измеряется водяным манометром, то ΔР1 = ρgΔh1, P2 = ρgΔh2

где Δh1 и Δh2 разность высот уровней воды в коленах манометра М, соответственно для состояний 3 и 5.

Тогда выражение для расчета γ будет иметь вид: (30)

Рис. 3


6075130422889755.html
6075187912511837.html
    PR.RU™