3.5. Сделайте вывод.

Таблица 6.2

Расчет динамических величин шарика и стержня

кг · м^2	кг · м^2	%	кг·м^2 с	кг·м^2 с	Дж	Дж	Н · м	Дж

7. Лабораторная работа №4. Определение коэффициента пуассона методом клемана – дезорма

1. Цель работы

1.1. Экспериментально проверить основные термодинамические законы для идеального газа.

1.2. Определить коэффициент Пуассона для воздуха и сравнить его с расчетным значением.

2. Подготовка к работе

Прочитать в учебниках следующие параграфы: [1] – §§ 9.5–9.6, [2] – §§ 50, 53–55, [4] – §§ 21, 22. Для выполнения работы студент должен знать: а) основные уравнения термодинамических процессов; б) первое начало термодинамики; в) понятие коэффициента Пуассона; г) методы расчёта теплоты, работы и изменения внутренней энергии; д) уметь пользоваться измерительными приборами.

3. Выполнение работы

3.1. Описание лабораторной установки

Экспериментальная установка состоит из сосуда А большой емкости, жидкостного манометра М и насоса (рис. 7.1).

При помощи крана 2 сосуд можно соединить с насосом или с атмосферой.

При накачивании воздуха в сосуд А давление в нем повышается, разность уровней в манометре растет. Накачивание воздуха можно провести изотермически (медленно) или адиабатически (быстро). При повторении опытов следует пользоваться одним из этих способов. Если сжатие адиабатическое, то температура воздуха при этом повышается. После прекращения накачивания будет протекать изохорный процесс с понижением температуры. Если открыть кран, то часть воздуха быстро выходит из сосуда – это адиабатное расширение воздуха, следствием которого является понижение температуры в сосуде А. После закрытия крана начинается процесс изохорного нагревания воздуха.

3.2. Методика измерений и расчёта

Метод Клемана – Дезорма состоит в определении через измерение разности уровней в манометре и .

В баллон А с помощью насоса накачивается воздух до разности уровней в манометре, примерно, в 200–300 делений. Температура воздуха в баллоне в результате сжатия несколько пов ышается. После прекращения накачивания она будет понижаться до комнатной температуры  . Процесс понижения температуры происходит при постоянном объеме, сопровождаясь понижением давления и, следовательно, понижением разности уровней жидкости в манометре. После установления температурного равновесия воздух в сосуде будет характеризоваться параметрами и , причем , где – атмосферное давление; – установившаяся разность уровней жидкости в манометре; – гидростатическое давление столба жидкости в манометре высотой , которое уравновешивает добавочное давление в баллоне А; – комнатная температура.

Затем, открыв (на малое время) клапан 2, выпускают часть воздуха из баллона, после чего закрывают клапан 2. В результате этой операции происходит адиабатическое расширение газа, и температура воздуха в баллоне понижается до некоторого значения , а давление становится равным атмосферному .

Поскольку температура , то воздух в сосуде после закрытия клапана начнет изохорический нагреваться за счет получения тепла от окружающей среды. Давление в баллоне при этом повышается; также повышается и разность уровней в манометре. Когда температура станет равной , изменение уровней в манометре прекратится, а состояние газа будет характеризоваться параметрами и , где – новая установившаяся разность уровней в манометре.