Кафедра «Физика-2»

Московский государственный университет

Путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Группа УПП-141 К работе допущен____________________________

(Дата, подпись преподавателя)

Студент Щеглова Е.А. Работа выполнена____________________________

(ФИО студента) (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов И.В. Отчёт принят________________________________ (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 11 ,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА .

(Название лабораторной работы)

 

Цель работы:Определение величины отношения теплоемкости воздуха при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме .

 
 


Кран

h

Насос Баллон Манометр

Рис.1Лабораторный стенд.


3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

 

Первый закон термодинамики утверждает, что количество теплоты DQ, сообщенное газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа DU и на работу А, совершаемую газом:

 

DQ =DU + A.

 

Теплоемкостью газаназывается величина равная количеству теплоты, необходимой для нагревания данной массы газа на один кельвин.

 

С = lim DQ/DT = dQ/dT.

DT®0

Теплоемкость единицы массы газа называется удельной теплоем-костью. Теплоемкость одного моля называется молярной теплоемкостью.

Приращение внутренней энергии идеального газаDU, при изменении температуры DТ, определяется выражением:

 

DU = m /m ´ i /2´ R DT,

 

где i - число степеней свободы, т.е. число независимых параметров определяющих положение и ориентацию молекулы в пространстве, m - молярная масса газа. Число степеней свободы можно вычислить по формуле

 

i = 3N - К,

 

где N – количество атомов образующих молекулу, а К – число жестких связей между этими атомами.

При постоянном объеме А = 0. В этом случае DQ = DU. Теплоемкость газа при постоянном объеме

Cv= .

 

Работа газа при постоянном давлении

 

A = p ´ DV = m /m ´ R DT.

 

Таким образом, теплоемкость газа при постоянном давлении

Cp= m /m ´ (i /2 ´ R + R).

 

Отношение теплоемкостей для данной массы идеального газа зависит от числа атомов в молекуле и определяется числом степеней свободы.

g = Cp/ Cv= ( i + 2) / i .(1)

 

Приведенная формула верна и для смеси идеальных газов с одинаковым числом степеней свободы.