Устройство экспериментальной установки и методика измерений
Экспериментальная установка (рис. 9.1) состоит из стеклянного баллона 1, соединенного с водяным манометром 2 и ручным насосом (на рис. 9.1 не показан). Посредством крана 3 баллон может соединяться с атмосферой.
Запишем уравнение состояния идеального газа в следующем виде: Величина
Рассмотрим процессы, которые происходят с газом при выполнении данного эксперимента, и характерные его состояния. При накачивании воздуха в баллон (первый процесс; рис. 9.2) внешними силами совершается определенная работа. Если процесс накачивания газа проводить быстро, то процессом теплообмена с атмосферой можно пренебречь. Поэтому данный процесс можно считать близким к адиабатическому. Следовательно, за счет работы внешних сил увеличивается внутренняя энергия газа, при этом его температура увеличивается до значения После прекращения накачивания неизменная масса
температурой Теперь если быстро соединить баллон с атмосферой (третий процесс; рис. 9.2), открыв кран, воздух начнет выходить из баллона. После сравнивания давлений в баллоне с атмосферным (равенство уровней в коленях водяного манометра), кран следует закрыть. Этот процесс расширения газа, в силу выше указанных обстоятельств для первого процесса, также можно в первом приближении считать адиабатическим. При этом воздух совершает положительную работу против внешних сил (сил атмосферного давления) что, согласно первому закону термодинамики, приведет при данном процессе к уменьшению его внутренней энергии (адиабатическому понижению температуры). Установившееся третье состояние газа в конце этого процесса (третье состояние; рис. 9.2) характеризуется параметрами: давлением
температурой После этого в течение некоторого времени происходит нагревание газа (четвертый процесс; рис. 9.2) за счет теплообмена с окружающей атмосферой до ее температуры. Давление при этом несколько увеличивается на величину Из пройденных газом выше описанных процессов и состояний (рис. 9.2) несложно рассчитать коэффициент Пуассона или с учетом (9.4) и (9.5)
Используя уравнение Бойля – Мариотта (изотермический процесс
Из уравнений (9.6) и (9.7) следует: Логарифмируя выражение (9.6) получим Из-за незначительного отличия давлений Учитывая, что где
Таким образом, выражение для расчета коэффициента Пуассона будет иметь вид
Читайте также: II. Устройство и принцип работы поляриметра П-161 Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|