Проверка первого начала термодинамики Цель работы: изучение первого начала терм о динамики. Приборы и принадлежности - rita.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Цель работы: изучение уровня познавательной активности учащихся по... 1 48.04kb.
Главным мероприятием первого дня работы Летнего лагеря дневного пребывания... 1 85.72kb.
Для регистрации приходите за 15 минут до начала, регистрация у ведущей 1 97.68kb.
1 Учащийся приходит в школу за 15-20 минут до начала занятий, чистый... 1 30.68kb.
В деловую папку председателя профкома и руководителя образовательного... 1 58.58kb.
План урока: Проверка домашнего задания. Изучение нового материала 1 54.2kb.
Отче т о воспитательной работе сентябрь 2012 года Первого сентября... 1 98.51kb.
Доклад Тема: «Освоение приемов организации собственной деятельности... 1 35.3kb.
«Программы общеобразовательных учреждений. Алгебра и начала математического... 2 345.18kb.
Начала геометрии 1 61.82kb.
С. В. Прокудина 1 173.51kb.
Высшая теплота сгорания 1 75.11kb.
Публичный отчет о деятельности моу кассельская сош 2 737.71kb.
Проверка первого начала термодинамики Цель работы: изучение первого начала терм о - страница №1/1

Проверка первого начала термодинамики

Цель работы: изучение первого начала терм о динамики.

Приборы и принадлежности: термостат с контактным термометром, прибор для определения работы расширения воздуха.
Методические указания

В работе проводится проверка первого начала термодинамики. Если газ совершает работу расширения А, то согласно этому закону, он поглощает некоторое количество тепла:



(1)

где ∆U - изменение внутренней энергии газа.



(2)

Здесь m - масса газа, i - число степеней свободы, μ - молярная масса, R -универсальная газовая постоянная, ∆T - изменение температуры газа.

При постоянном давлении имеет место соотношение:

(3)

Работа, совершаемая газом при расширении:

(4)

где Р - атмосферное давление, S - площадь сечения U-образной трубки, ∆h - разность уровней менисков.

В данной работе по результатам измерений рассчитываются величины по формулам (2)-(4) и сравниваются левая и правая части выражения (1).

Описание установки

Работу расширения в данной установке совершает воздух, заключенный в рабочем объеме В, который соединен капилляром с U-образной трубкой (рис.1).



В этой трубке находится вода, играющая роль поршня. Рабочий объем помещен в термостат с водой. При нагревании воздух в объеме В расширяется. Уровень воды в U-образной трубке перемещается. При этом совершается работа против внешнего давления. Это давление складывается из атмосферного давления Ро и давления ∆Р , возникающего вследствие разности уровней воды в коленах U-образной трубки. Однако, если разность уровней не превосходит 10 см, то ∆Р составляет не более 2% от Ро. Поэтому можно считать, что во время опыта давление остается почти постоянным, и использовать для расчета величину атмосферного давления. В верхней части капилляра имеется кран, соединяющий рабочий объем с атмосферой. Он позволяет фиксировать начальное положение мениска в U-образной трубке независимо от начальной температуры и атмосферного давления. Объем В значительно больше, чем объем капилляра и U-образной трубки, находящейся вне термостата. Поэтому можно считать, что практически весь работающий газ находится при температуре реостата.

Термостат имеет нагреватель Н, включаемый тумблером, и регулятор скорости нагрева, а также холодильник X (змеевик), охлаждаемый проточной водой. Эти элементы находятся внутри термостата. Кроме того, термостат имеет специальную систему, позволяющую с помощью контактного термометра автоматически поддерживать температуру вблизи заданной

величины. Температура измеряется термометром с точностью 0.5°С.


Порядок выполнения работы

1. Перед началом опыта привести установку в исходное состояние, то есть температура в термостате должна быть 19-20°С (за счет нагрева или охлаждения проточной водой).

2. Зафиксировать положение менисков воды в U-образной трубке и закрыть кран К. 3. С помощью контактного термометра установить необходимую температуру (например, 23°С) и включить тумблер «нагрев».

4. При достижении необходимой температуры произвести измерение разности уровней менисков в U-образной трубке ∆h и изменение температуры ∆T.

5. Контактным термометром установить новую температуру (на 2-3°С выше) и измерения повторить снова.

6. Измерения проводить до температуры 40-45°С в 7-10 точках, результаты занести в таблицу.

7. После окончания работы выключить нагреватель и включить охлаждение термостата




∆T

∆hi

∆hср

∆Qср

∆Uср

∆Aср

1

2

..



10




















Обработка результатов измерений

1. По формулам (2)-(4) произвести вычисления средних значений ∆Q, ∆U, A при постоянных параметрах: S = 9.07∙10–6 м2; m = 64.5∙10–6 кг ; ; i = 5; ; P = 105 Па.

2. Сравнить левую и правую части выражения (1).

3. Рассчитать ошибки косвенных измерений для ∆Q, ∆U, А .


Контрольные вопросы

1. Сформулировать первое начало термодинамики и применить его к различным процессам в идеальном газе.

2. Записать в дифференциальной форме первое начало термодинамики для адиабатического процесса.

3. Вывести уравнение Пуассона.

4. Получить соотношение между Сp и Сv и их связь со степенями свободы.
Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс физики.- М.: Наука, 1989. 1.1.

2. Детлаф А.А., Яворский В.М. Курс физики. -VI.: Высшая школа, 1989.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. -М: Наука, 1987. Т.З.



4. Лабораторный практикум но физике. Под ред. Барсукова К.А. и Уханова Ю.И.- М.: Высшая школа, 1988.