Федеральное Агентство по образованию
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра физики
ОТЧЕТ
Лабораторная работа по курсу "Общая физика"
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА–ДЕЗОРМА
2011


1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью данной работы является изучение адиабатического и изохорического процессов в газах, определение отношения теплоемкостей (коэффициента Пуассона) и числа степеней свободы газа.
2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
Величину коэффициента Пуассона g можно определить с помощью прибора Клемана и Дезорма, изображенного на рисунке 2.1.




Рисунок 2.1 Схема экспериментальной установки

Для определения отношения теплоемкостей  для газа (воздуха), находящегося в баллоне, с ним проводят последовательность термодинамических процессов. Они представлены на P-V_уд – диаграмме на рисунке 2.3. Обозначим через P₀, V₀, T₀ исходные величины термодинамических параметров газа в баллоне. Сначала в баллон накачивается воздух насосом (достаточно быстро,), процесс 1-2. при этом газ в баллоне сжимается и нагревается (выше комнатной температуры). После изохорического остывания до начальной комнатной температуры (процесс 2-3) газ имеет некоторое давление P₁ (выше атмосферного) и температуру T₀. Затем открывают клапан, соединяя баллон с атмосферой, и газ адиабатически расширяется (процесс 3-4).
3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Раздел 3 отчета «Основные расчетные формулы» должен содержать все формулы, по которым Вы производили расчеты, в том числе и формулы для расчета погрешностей измерений. Обозначения входящих в формулы величин должны быть пояснены.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ.









Таблица 4.1 Результаты прямых и косвенных измерений

№	DP1, мм	DP2, мм	(DP1-DP2), мм	g	Примечание
1
2
.
.
.
9

5. ВЫВОДЫ
В разделе 5 отчета «Выводы» должны формулироваться выводы, основанные на результатах проделанной работы. В выводе необходимо указать, достигнута ли цель работы и на основании каких фактов сделано такое заключение.
6. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какой газ называется идеальным?

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.
Модель широко применяется для решения задач термодинамики газов и задач аэрогазодинамики. Например, воздух при атмосферном давлении и комнатной температуре с большой точностью описывается данной моделью. В случае экстремальных температур или давлений требуется применение более точной модели, например модели газа Ван-дер-Ваальса, в котором учитывается притяжение между молекулами. Различают классический идеальный газ (его свойства выводятся из законов классической механики и описываются статистикой Больцмана) и квантовый идеальный газ (свойства определяются законами квантовой механики, описываются статистиками Ферми — Дирака или Бозе — Эйнштейна).
2. Что такое степени свободы молекул? Как число степеней свободы связано с коэффициентом Пуассона γ?

3. Чему равна теплоемкость идеального газа при адиабатическом процессе?

4. В каких единицах измеряются в системе СИ давление, объем, температура, молярные теплоемкости?

5. Что такое молярные теплоемкости С_р и С
_v?

6. Чем молярная теплоемкость отличается от удельной, удельная – от полной?

7. Что такое адиабатный процесс?

8. Что такое уравнение Пуассона?

9. Может ли случиться, что газ получает теплоту, а его внутренняя энергия уменьшается?

10. Изменяется ли внутренняя энергия идеального газа при изотермическом процессе?

11. Какое влияние на результат опытов может оказать наличие водяного пара в воздухе, которым наполнен баллон?

12. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются функциями состояния?

13. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются функциями процесса?

14. Как изменяется энтропия при адиабатическом процессе? Ее статистический и термодинамический смысл?

15. Чему равна теплоемкость при изотермическом процессе?

16. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются аддитивными?

17. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются не аддитивными?

18. Что такое обратимые процессы?
7. ПРИЛОЖЕНИЕ

Результаты измерений

Измерение №1: 19.03.2011 09:11

Разница давлений P1 - P0: 609 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 175 мм вод. ст.
Измерение №2: 19.03.2011 09:15

Разница давлений P1 - P0: 583 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 174 мм вод. ст.
Измерение №3: 19.03.2011 09:17

Разница давлений P1 - P0: 567 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 175 мм вод. ст.
Измерение №4: 19.03.2011 09:18

Разница давлений P1 - P0: 600 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 172 мм вод. ст.
Измерение №5: 19.03.2011 09:20

Разница давлений P1 - P0: 606 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 187 мм вод. ст.
Измерение №6: 19.03.2011 09:21

Разница давлений P1 - P0: 587 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 178 мм вод. ст.
Измерение №7: 19.03.2011 09:23

Разница давлений P1 - P0: 564 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 188 мм вод. ст.
Измерение №8: 19.03.2011 09:24

Разница давлений P1 - P0: 586 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 172 мм вод. ст.
Измерение №9: 19.03.2011 09:26

Разница давлений P1 - P0: 599 мм вод. ст.

Разница давлений P2 - P0: 182 мм вод. ст.
К работе прилагается регистрационный файл (*.REG).