- •Електрика і магнетизм
- •Атомна і ядерна фізика
- •Філософія та методика виміру. Похибки та запис експериментального результату
- •Особливість визначення абсолютних похибок в процесі виконання віртуальних лабораторних робіт:
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи Досліди з потоком повітря в трубі
- •Зауваження
- •Вільного падіння
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Маси молекули
- •Теоретичні відомості Функція розподілу ймовірності.
- •Розподіл Максвелла.
- •Послідовність виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні запитання
- •Молекул газу
- •Теоретичні відомості Перший закон термодинаміки
- •Внутрішня енергія і теплоємність ідеального газу
- •Рівняння адіабати ідеального газу
- •Послідовність виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні запитання
- •Теоретичні відомості
- •І нтерфейс програми „Робота газу“ Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програм „Цикл Карно“ та „Термодинамічні цикли“
- •Послідовність виконання роботи Завдання 1
- •Завдання 2
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Електрика і магнетизм
- •Теоретичні відомості
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Рух електрона в електричному полі”
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Послідовність виконання роботи
- •Література:
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Інтерфейс програми
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Додаткова література
- •Послідовність виконання роботи
- •Література:
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Рух зарядженої частинки в магнітному полі”
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми
- •Послідовність виконання
- •1. У вікні програми “Crocodile Physics“ скласти електричну схему, як показано на рисунку 56.2.
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання
- •Інтерфейс програми
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Дослід Юнга”
- •Р исунок 64.1
- •Р o1 исунок 64.2
- •Порядок виконання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з явищем інтерференції на прикладі кілець Ньютона, визначити пропускну здатність світлофільтра, радіус кривизни лінзи та довжину світлової хвилі.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми “Кільця Ньютона”
- •Завдання 2. Розрахунок ширини смуги пропускання світлофільтра
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з дифракцією Френеля від круглого отвору, визначити довжину світлової хвилі та радіуси зон Френеля.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми „Дифракція Френеля від круглого отвору“
- •Завдання 2. Визначення масштабного коефіцієнта дифракційної картини
- •Завдання 3. Визначення радіусів зон Френеля
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Мета: ознайомитися з явищем дифракції світла від двох щілин.
- •Теоретичні відомості
- •Робоча формула
- •Інтерфейс програми “Дифракція на щілині”
- •Завдання 2. Визначення масштабного коефіцієнта дифракційної картини
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Атомна і ядерна фізика
- •(Моделювання досліду Резерфорда на еом)
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •І нтерфейс програми „Дифракція електронів”
- •Контрольні запитання:
- •Література
- •Додаткова література
- •Теоретичні відомості
- •Інтерфейс програми “Дослід Резерфорда”
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •В потенціальній ямі
- •Хід роботи
- •Література
- •Абсолютна величина можливих значень механічного моменту електрона:
- •Абсолютна величина можливих значень магнітного моменту електрона:
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Додаткова література
Рівняння адіабати ідеального газу
У ході будь-якого оборотного процесу газ підкоряється своєму рівнянню стану. Для ідеального газу це рівняння має вид
(21.16)
Бувають процеси, у ході яких газ, крім рівняння стану, підкоряється деякій додатковій умові, що визначає характер процесу. Додаткова умова може полягати, наприклад, у тому, що один з параметрів стану залишається постійним.
Якщо постійний тиск газу, процес називають ізобаричним. У цьому випадку додаткова умова має вид . Якщо залишається незмінним об’єм газу (), процес називається ізохоричним. Нарешті, якщо в ході процесу залишається незмінною температура (), процес називається ізотермічним. З рівняння (21.16) випливає, що у випадку ідеального газу при ізотермічному процесі тиск і об’єм пов'язані співвідношенням
, (21.17)
що називається рівнянням ізотерми ідеального газу, а крива, обумовлена цим рівнянням, називається ізотермою.
Процес, що протікає без теплообміну із зовнішнім середовищем, називається адіабатичним. Запишемо рівняння першого закону термодинаміки, і підставимо в нього вираз для енергії (21.7) і роботу у виді :
. (21.18)
При відсутності теплообміну із зовнішнім середовищем . Тому для адіабатичного процесу рівняння (21.18) спрощується:
(21.19)
Візьмемо диференціал від обох сторін рівняння (21.16), отримаємо
. (21.20)
Помножимо рівняння (21.19) на відношення і додамо його до (21.20), результатом буде
, (21.21)
де (див. формулу 21.15). Поділимо (21.21) на добуток :
. (21.22)
Ліву частину цього рівняння можна уявити у вигляді , звідки
(21.23)
Ми отримали рівняння адіабати ідеального газу в змінним і . Його називають рівнянням Пуассона.
Запишемо рівняння (21.23) у вигляді і замінимо у відповідності до (21.16) на , прийдемо до рівняння адіабати ідеального газу в змінних і :
(21.24)
(сталі , і ми включили у константу, відповідно, сталі у формулах (21.23) і (21.24) мають різні значення).
З рівняння (21.24) випливає, що при адіабатичному розширенні ідеальний газ охолоджується, а при стиску нагрівається.
О
Рисунок
21.1
(для ізотерми).
Диференціювання рівняння адіабати (21.23) дає, що , звідки
(для адіабати).
Таким чином, тангенс кута нахилу дотичної у адіабати в разів більше, ніж у ізотерми – адіабата йде крутіше, ніж ізотерма (рисунок 21.1).
Послідовність виконання роботи
1. Ознайомтесь із робочою установкою (на рисунку 21.2 наведено інтерфейс програми).
2. Встановіть початкове значення температури газу, згідно вашого варіанту з таблиці 21.1. Для цього натискайте стрілочки «вгору»-«вниз» біля поля температури збільшуючи і зменшуючи значення температури відповідно, або введіть число в поле, і підтвердіть вибір натисканням кнопки «Enter» Після цього крива теоретичної адіабати зміститься таким чином, щоб проходити через обрану точку. Початкове значення об’єму , відповідне початкове значення тиску буде пораховане і виведене на монітор.
3. Натисніть мишею кнопку «Старт» на екрані і спостерігайте за переміщенням поршня на лівій картинці моделі і переміщення точки через графік теоретичної адіабати. Спробуйте зупиняти процес натисканням клавіші «Стоп». Наступний запуск процесу здійснюється повторним натисканням кнопки «Старт».
4
Рисунок
21.2
5. Встановіть нове значення температури , узявши його з таблиці 1, і повторіть виміри п.3, записуючи результати в таблицю 21.3.
Таблиця 21.1 – Початкові значення температури
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Т1 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
110 |
Т2 |
250 |
180 |
270 |
300 |
280 |
220 |
Таблиці 21.2,3 – Результати вимірювань
Т[К] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V[дм3] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p[кПа] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln(V[дм3]) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln(p[кПа]) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|