Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра «Техническая физика»

Лаборатория механики и молекулярной физики

Отчет

по лабораторной работе №111

«Определение отношений теплоемкостей газа методом адиабатического расширения»

Выполнил: студент гр. 10506121

Миренцова Д.С.

Проверил: Маркова Л. В.

Минск 2021 год

Цель работы:

1. Изучить первое начало термодинамики.

2. Изучить теорию теплоемкостей.

3. Изучить адиабатический процесс в газе.

4. О своить метод определения отношения теплоемкостей, и получить численное значение этого отношения.

Приборы и принадлежности:

1. Микроманометр ММН-(5)-1.0

2. Насос ручной

3. Труба стеклянная запаянная

Схема установки:

1. К-кран

2. М-манометр

3. Н-насос

4. Б-стеклянный баллон

Математическая модель:

Полное число молекул газа можно найти по формуле:

.

Внутренняя энергия идеального газа U складывается из кинетических энергий хаотического движения молекул: .

Молекулярно-кинетическая теория связывает среднюю кинетическую энергию молекулы Е с температурой и числом степеней свободы i соотношением:

.

Формула для определения удельной теплоемкости идеальных газов:

.

Первое начало термодинамики для адиабатного процесса имеет вид:

-dU=PdV.

Работа при адиабатном процессе производится за счет изменения внутренней энергии газа:

Таблица

№	h1	h2	i	=-i
	21.2	2.2	1.116	0.007
	21	2	1.105	0.004
	20.7	2.1	1.113	0.004
	20.5	1.9	1.102	0.007
	20.4	2	1.108	0.001
--	--	--	=1.109	0.0172

Обработка результатов измерений

Окончательный результат

Вывод:

1. Адиабатный процесс – это процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, т.е.,Q=0.Первый закон термодинамики имеет вид: .Это значит, что при адиабатном процессе система может выполнять работу над внешними телами только за счёт убыли своей внутренней энергии. При адиабатном расширении газ совершает работу над окружающей средой и сам охлаждается. Наоборот, при адиабатном сжатии А<0, внешние силы совершают работу над газом и газ нагревается.

2. Равновесный адиабатный процесс должен протекать очень медленно. На практике его осуществить нельзя, так как в природе не существует идеальных теплоизоляционных материалов.

3. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры и числа молекул.

4. При адиабатном процессе система может выполнять работу над внешними телами только за счёт убыли своей внутренней энергии.

5. При адиабатном сжатии адиабата идёт выше, чем изотерма, так как увеличение давления происходит не только за счёт уменьшения объёма (как при изотермическом сжатии), но и за счёт увеличения температуры.

6. При быстром сжатии (расширении) теплообмен произойти не успевает и процессы можно рассматривать как адиабатные (неравновесные). Поэтому любой газ при быстром сжатии нагревается. При сильном и быстром сжатии газа температура может повыситься настолько, что при наличии в газе паров бензина они воспламеняются. Это используется в дизельных двигателях для зажигания горючей смеси. Этим объясняется необходимость специального охлаждения мощных компрессоров.

3