Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
35
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
127.49 Кб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе №19.

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определить отношение теплоёмкости при постоянном давлении

к теплоёмкости при постоянном объёме методом стоячей

звуковой волны.

Выполнил: студент гр. ТО-02 ___________ /Авраамов В. С./

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель: доцент __________ /Сырков А. Г./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2002 год.

Цель работы - определить  = Cp/CV методом стоячей звуковой волны.

Краткое теоретическое обоснование.

Для вычисления  необходимо определить скорость распространения звуковых колебаний. В работе эта скорость определяется методом стоячей волны.

Если в трубе, один конец которой закрыт, возбудить звуковые колебания, в ней в результате наложения двух встречных волн (прямой и отражённой) с одинаковыми частотами и амплитудами будут возникать стоячие волны. В определенных точках амплитуда стоячей волны равна сумме амплитуд обоих колебаний и имеет максимальное значение; такие точки называются пучностями. В других точках результирующая амплитуда равна нулю, такие точки называются узлами. Расстояние между ближайшим узлом и пучностью равно /4, где  - длина бегущей звуковой волны. Таким образом, измерив расстояние между узлом и пучностью или между двумя ближайшими пучностями (/2), можно найти длину бегущей звуковой волны . Фазовая скорость волны рассчитывается через длину волны.

Рабочие формулы.

 = 2

 

(1)

- длина бегущей звуковой волны [м]

- среднее расстояние между пучностями [м]

-фазовая скорость волны

- частота колебаний [Гц]

 -отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха

 - молярная масса газа [моль]

R - универсальная газовая постоянная [8,31 Дж/(мольК)]

T - абсолютная температура [K]

Схема установки.

В экспериментальную установку входят: стеклянная труба, в которой создаётся стоячая волна, звуковой генератор (ЗГ), микроамперметр, частотомер (Ч). В стеклянную трубу вмонтированы неподвижный микрофон (М) и телефон (Т), который может свободно перемещаться вдоль оси трубы.

Звуковой генератор вырабатывает синусоидальное напряжение звуковой частоты, которое подается на телефон. Переменный ток приводит в колебательное движение мембрану телефона, являющуюся излучателем звуковой волны. Отражённая от противоположной стенки трубы волна движется навстречу излучаемой, и происходит их наложение. В результате в трубе возникает стоячая звуковая волна. В телефоне происходит преобразование механической энергии волны в энергию электрического тока, величина которого измеряется микроамперметром. Частота звуковой волны устанавливается лимбом на генераторе, точное значение частоты измеряется частотомером. При перемещении телефона вдоль трубы ток в цепи микрофона будет меняться от минимального, когда микрофон попадает в узел, до максимального, когда он попадает в пучность. Таким образом, следя за показаниями микроамперметра, можно найти положения нескольких пучностей стоячей волны и вычислить ее длину.

Таблица измерений.

№ опыта

Гц

lk ,м

м

м/с

1-ый опыт

1000

0,6

0.16

0,33

330

1,28

0.435

0.17

0.265

2-ой опыт

1250

0,5

0.135

0,27

330,2

1,281

0.365

0.13.5

0.23

3-ий опыт

1500

0.545

0.115

0,23

328.4

1,268

0.43

0.115

0,315

средние

=0,187

Т=297 К

Расчет по формулам:

Вывод:

Данная установка позволяет давольно точно вычеслить скорость распространения звуковых колебаний. А подставив получившееся значения в формулу (1) можно определить отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха, что и является целью работы.

- 4 -

Соседние файлы в папке 19