Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Описание экспериментальной установки и порядок

Выполнения работы

Для определения отношения теплоёмкостей воздуха предназначена установка, схема которой представлена на рис. 4.2.

Установка состоит из стеклянной колбы, соединенной с открытым водяным манометром. Воздух нагнетается в колбу микропроцессором, размещенным в блоке рабочего элемента. Микропроцессор включается тумблером «Воздух», установ-ленным на передней панели блока приборов. Следует обратить внимание на своевременное отключение компрессора для предотвращения переливания воды из открытого колена – образной трубки. Пневмотумблер «Атмосфера», расположенный на панели блока рабочего элемента, в положении «Открыто» позволяет соединить колбу с атмосферой.

Рис. 4.2. Экспериментальная установка для определения показателя адиабаты

Измерения проводятся в следующей последовательности.

1. Включить установку тумблером «Сеть».

2. Установить пневмотумблер «Атмосфера» в положение «Закрыто». Для подачи воздуха в колбу включить тумблер «Воздух».

3. С помощью манометра контролируют давление в колбе. Когда разность уровней воды в манометре достигнет 150-200 мм вод. ст., отключить подачу воздуха.

4. Подождать 2–3 минуты, пока температура воздуха в колбе сравняется с температурой окружающей среды ; в колбе при этом установится постоянное давление .

5. Определить разность уровней , установившуюся в коленах манометра. Полученное значение занести в таблицу.

6. На короткое время соединить колбу с атмосферой, установив пневмотумблер «Атмосфера» в положение «Открыто».

7. Через 2–3 минуты, когда в колбе установится постоянное давление , определить разность уровней , установившуюся в манометре. Полученное значение занести в таблицу.

8. Повторить измерения пп. 2-6 не менее N=10 раз при различных значениях величины .

9. Выключить установку тумблером «Сеть».

Обработка результатов измерений

Для каждого измерения определить по формуле (4.21) отношение теплоёмкостей . Найти среднее значение .

Погрешность определения показателя адиабаты находится как погрешность косвенного измерения и обусловлена неточностью определения разностей уровней и . Для определения этой погрешности необходимо рассчитать среднее значение и из измерений по формуле (П.1). Случайные погрешности и вычислить по методике расчёта прямых измерений, используя формулы (П.2) и (П.3).

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики: в 3 т. / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1987. Т. 2.

2. Зисман Г.А. Курс общей физики: в 3 т. / Г.А. Зисман, О. М. Тодес. М.: Наука, 1974. Т. 2.

3. Кикоин А.К. Молекулярная физика / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. – М.: Наука, 1976.

4. Радченко И.В. Молекулярная физика / И.В. Радченко. – М.: Наука, 1965.

5. Матвеев А.Н. Молекулярная физика / А.Н. Матвеев. – М.: Высшая школа, 1983.

6. Методические указания по обработке результатов измерений в

физическом практикуме / сост: Е.И. Дмитриева, Л.А. Захарова Н.Е. Попова, А.Н. Сальников. – Саратов: СГТУ, 1998. – 32 С

ПРИЛОЖЕНИЕ

Расчёт погрешностей физических измерений содержит набор стандартных вычислений. Это в основном стандартные методики расчёта погрешностей прямых и косвенных измерений, метода наименьших квадратов и суммирования случайной и приборной погрешностей [4]. Кратко опишем все четыре методики.

Ι. Вычисление случайной погрешности прямых измерений

Если величина X в одинаковых условиях эксперимента определяется N раз, то схема расчёта погрешности этой величины следующая:

1. Находят среднее значение величины :

. (П.1)

2. Находят среднеквадратичное отклонение величины X:

. (П.2)

3. Задают доверительную вероятность p₀ и по табл. П.1 для данного числа измерений N находят коэффициент Стьюдента C_N.

Таблица П.1

Коэффициенты Стьюдента C_N

N	p₀
0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95	0,98	0,99
	1,00	1,38	2,0	3,1	6,3	12,7	31,8	63,7
	0,82	1,06	1,3	1,9	2,9	4,3	7,0	9,0
	0,77	0,98	1,3	1,6	2,4	3,2	4,5	5,8
	0,74	0,94	1,2	1,5	2,1	2,8	3,7	4,6
	0,73	0,92	1,2	1,5	2,0	2,6	3,4	4,0
	0,72	0,90	1,1	1,4	1,9	2,4	3,1	3,7
	0,71	0,90	1,1	1,4	1,9	2,4	3,0	3,5
	0,71	0,90	1,1	1,4	1,9	2,3	2,9	3,4
	0,70	0,88	1,1	1,4	1,8	2,3	2,8	3,3
: C_µ	: 0,68	: 0,85	: 1,0	: 1,3	: 1,6	: 2,0	: 2,3	: 2,6

4. Рассчитывают величину абсолютной погрешности по формуле

. (П.3)

ΙΙ. Вычисление погрешности косвенных измерений

Погрешности косвенных измерений определяются по методикам, описанным в [ 4 ]. Для облегчения вычисления этих погрешностей в каждом конкретном случае к каждой лабораторной работе приводятся соответствующие формулы.

ΙΙΙ. Метод наименьших квадратов.

В случае уравнения регрессии вида y = Ax + B коэффициенты A и B находятся по формулам (П.4) и (П.5), а их погрешности и – по формулам (П.6) и (П.7), в которых величина определена формулой (П.8).

; (П.4)

; (П.5)

; (П.6)

; (П.7)

. (П.8)

Если y = Ax, то величина A и её погрешность Δ А находятся по формулам (П.9).

; . (П.9)

IY/. Вычисление полной погрешности измерений.

Суммарная погрешность измерения случайной и погрешности находится по формуле (П.10) для прямых измерений и по формуле (П.11) – для косвенных измерений.

; (П.10)

. (П.11)

Определение приборной погрешности подробно описано в [ 4 ].

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................................. 2

Лабораторная работа 1 Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара........................................................................................ 3

Лабораторная работа 2 Определение коэффициента теплопроводности методом нагретой нити......................................................................................................... 15

Лабораторная работа 3 Определение изменения энтропии при

плавлении и нагревании олова.............................................................. 25

Лабораторная работа 4 определение отношения теплоёмкостей

воздуха при постоянных давлении и объёме....................................... 35

Литература............................................................................................. 42

Приложение........................................................................................... 43

Молекулярная физика
и термодинамика 2

Методические указания

к лабораторным работам по физике

Составили: Задорожный Филипп Михайлович

ГАВВА Светлана Павловна

САМОРоДина Татьяна Валерьевна

Иевлева Людмила Дмитриевна

Под общей редакцией проф. А.Н. Сальникова

Рецензент В.Я. Шватченко

Корректор Н.Н. Крылова

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать 30.10.06 Формат 60´84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ.л. 2,79 (3,0) Уч.-изд.л. 2,7

Тираж 100 экз. Заказ 442 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

Воспользуйтесь поиском по сайту: