Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Контрольная работа: Измерение отношений удельных теплоемкостей

Название: Измерение отношений удельных теплоемкостей
Раздел: Рефераты по физике
Тип: контрольная работа Добавлен 00:41:33 17 ноября 2010 Похожие работы
Просмотров: 261 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Министерство образования РФ

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра ОиЭФ

Контрольная работа

«ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОЁМКОСТЕЙ»

Выполнил ст. гр. 343

Кондрахин А.В

Проверил

Иваников А.С.

Рязань 2004г.


Цель работы: изучение теоретических основ и экспериментального метода измерения отношения удельных теплоёмкостей воздуха.

Приборы и принадлежности: звуковой генератор, электронный осциллограф, микрофон, телефон, частотомер, труба с воздухом.

Элементы теории

Термодинамикой называется раздел физики, в котором изучаются физические процессы с точки зрения происходящих в них превращений энергии с учетом двух форм ее передачи: работы и теплообмена. Термодинамика не рассматривает самого механизма явлений и ограничивается лишь энергетическими соображениями, основанными на двух законах, получивших название «начал».

Первый закон (первое начало) термодинамики – изменение внутренней энергии DU1-2 замкнутой системы, которое происходит в процессе 1®2 перехода системы из состояния 1 в состояние 2, равно сумме работы А’1-2 , совершаемой над системой внешними силами, и количества теплоты Q1-2 сообщаемого системе:

1) DU1-2 = А’1-2 + Q1-2, А’1-2 = - А1-2 , А1-2

- работа, совершаемая системой над внешними телами в процессе 1®2, поэтому:

2) Q1-2 = DU1-2 + А1-2 .

Количество теплоты, сообщаемое системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.

Для элементарного количества теплоты dQ, элементарной работы dА и бесконечно малого изменения dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:

2) dQ = dU + dА.

Если dQ > 0 , то к системе подводится теплота. Если dQ < 0 , то от системы отводится теплота. В конечном процессе 1®2 элементарные количества теплоты могут быть обоих знаков, и общее количество теплоты Q1-2 процессе 1®2 равно алгебраической сумме количества теплоты на всех участках этого процесса:

4)

Если система производит работу над внешними телами, то считается, что dА > 0, а если над системой совершается работа внешними силами, то dА < 0 . Работа А1-2 , совершаемая системой в конечном процессе 1®2, равна алгебраической сумме работ dА, совершаемых системой на всех участках этого процесса:

5)

Адиабатический процесс происходит при условии dQ = 0. Существенно, что для определения этого процесса условие Q = 0 не годится, ибо оно не означает требования отсутствия теплообмена с внешней средой, а лишь равенство нулю алгебраической суммы количества теплоты, подводимой и отводимой от газа на различных участках процесса. При адиабатическом процессе работа совершается идеальным газом за счет убыли его внутренней энергии:

6)

где Сn m - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме;

- число молей газа, содержащихся в массе М газа; dT - элементарное изменение температуры газа.

Если газ адиабатически расширяется, то dА = pdV > 0 и происходит его охлаждение ( dT< 0 ). При адиабатическом сжатии газа он нагревается:

dА = pdV < 0 и dT >0.

Для равновесного адиабатического процесса справедливо уравнение Пуассона:

7) pVg = const

где g - коэффициент Пуассона (показатель адиабаты)

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, можно из уравнения Пуассона найти связь между р и Т, а также V и Т в адиабатическом процессе:

8) ,

9)

где Сp m - молярная и Сp - удельная теплоемкости при постоянном

объеме, Ср m и Ср - молярная и удельная теплоемкости при постоянном давлении.

На рис. 1 сплошная кривая - адиабата - изображает в p-V-диаграмме адиабатический процесс, а штриховая линия - изотерма - изотермический процесс при температуре, соответствующей начальному состоянию 1 газа. При адиабатическом процессе давление меняется с изменением объема газа резче, чем при изотермическом процессе. При адиабатическом расширении уменьшается температура газа и его давление падает быстрее, чем при соответствующем изотермическом расширении. При адиабатическом сжатии газа его давление возрастает быстрее, чем при изотермическом сжатии. Это связано с тем, что увеличение давления происходит за счет уменьшения объема газа и в связи с возрастанием температуры. Работа А1-2 , совершаемая газом при адиабатическом процессе 1®2, измеряется площадью, заштрихованной на рис. 1.

Распространение звуковой волны в газе (воздухе) происходит адиабатически, так как сжатия и разрежения в газе сменяют друг друга настолько быстро, что теплообмен между слоями газа, имеющими разные температуры, не успевает произойти. Такие процессы описываются уравнением (7). Известно, что скорость распространения звуковой волны в газах зависит от показателя адиабаты g. Скорость звука в газах определяется формулой:

10)

где R - универсальная газовая постоянная, Т - температура газа, m - молярная масса газа.

Преобразуя формулу (10), находим:

11)

Таким образом, для определения показателя адиабаты достаточно измерить температуру газа и скорость распространения звука (молярная масса предполагается известной - для воздуха m=29-10-3 кг/моль).

Звуковая волна, распространяющаяся вдоль трубы, испытывает многократные отражения от торцов. Звуковые колебания в трубе являются наложением всех звуковых волн и довольно сложны. Картина упрощается, если длина трубы L равна целому числу длин полуволн, т.е. когда

12)

где l - длина волны звука в трубе; п - любое целое число.

Если условие (12) выполнено, то волна, отраженная от торца трубы, вернувшаяся к ее началу и вновь отраженная, совпадает по фазе с падающей. При звуковых колебаниях слои воздуха, прилегающие в торцам трубки, не испытывают смещения (узел - смещения). Узлы смещения повторяются по всей длине трубы через . Между узлами находятся максимумы смещения (пучности).

Скорость звука связана с его частотой n и длиной волны l соотношением:

13)

Длина волны может быть найдена из соотношения:

17)

где Ln - расстояние между n положениями телефона и микрофона, в которых эллипс последовательно вырождается в прямые А и В (рис. 2).

С учетом формулы (13) имеем:

18)

При неизменной частоте n звукового генератора (и, следовательно, неизменной длине звуковой волны l) можно изменять расстояние Ln между телефоном и микрофоном. Для этого микрофон или телефон приближаются или удаляются друг от друга с помощью специального стержня на установке. Данный стержень градуирован шкалой, цена деления которой 5×10-5 м. Наблюдая положения, в которых эллипс вырождается в прямую, имеем:

19) , ,


т.е. равно угловому коэффициенту графика, изображающего зависимость Ln от номера положения п. Скорость звука находится по формуле (13), а отношение удельных теплоемкостей рассчитывается по формуле (11).

Расчётная часть

После снятия показаний с установки получаем 3 серии измерений. Каждой серии соответствует своё значение частоты звуковой волны n. Для большей достоверности измерений, измерения каждой серии сняты для двух случаев: а) - микрофон движется по направлению от телефона; б) - микрофон движется по направлению к телефону.

а) серия 1 серия 2 серия 3
n n1 , Гц × 103 Ln , м n2 , Гц × 103 Ln , м n3 , Гц × 103 Ln , м
1 3,001 0,046 4,5 0,022 6 0,045
2 0,103 0,061 0,073
3 0,161 0,099 0,101
4 0,219 0,137 0,130
5 0,276 0,176 0,157
б) серия 1 серия 2 серия 3
n n1 , Гц × 103 Ln , м n2 , Гц × 103 Ln , м n3 , Гц × 103 Ln , м
1 3,001 0,044 4,5 0,026 6 0,040
2 0,100 0,064 0,070
3 0,160 0,103 0,099
4 0,215 0,140 0,127
5 0,274 0,180 0,154

Снятия показаний проводились при стандартных условиях т.е. температура воздуха в трубке T примем равной 20°C (T = 293 K).

При произведении вычислений для каждой серии будут использоваться средние арифметические значения соответствующих значений длин Ln взятые из а) и б) частей таблицы. Для удобства результаты Ln для случая б) записаны в соответствии с номерами результатов n в части таблицы а).

Для нахождения длины звуковой волны (l) испускаемой телефоном, построим для каждой серии графики зависимости Ln от n. Значения Ln возьмём усреднённые, как описывалось выше.

Серия 1.

Примерное значение коэффициента наклона данного графика можно получить после его аппроксимации (усреднению квадратов значений координат точек). т.е. Ln = 0,056×n. Подставим Ln из данного выражения в формулу (17), получим, что:

l1 /2 = 0,056, отсюда l1 = 2×0,056 = 11,2×10-2 м

Серия 2.

Данный график с расчётами построим аналогично предыдущему графику.

Ln = 0,0385×n. Отсюда: l2 = 7,7×10-2 м.

Серия 3

Точно так же строится график и для третьей серии измерений.

Ln = 0,029×n.

Отсюда

l3 = 5,8×10-2 м.

Далее вычислим действительное значение скорости звука через ,

и , найденные по формуле (13):

м/с. м/с.

м/с.

м/с.

Теперь, для каждого значения частоты по формуле (11) найдём показатель адиабаты g.

;

; ; ;

Действительное значение найдём, как среднее арифметическое от g1 , g2 и g3 :

Остаётся вычислить погрешность . Так, как g находится из простой линейной формулы, то для нахождения абсолютной погрешности можно использовать упрощённую формулу вида:

, где при .

Так, как относительная погрешность величин находится последующей формуле:

то найдём абсолютную погрешность DT. В силу того что температура была замерена однократно то за значение абсолютной погрешности принимают значение её случайной составляющей.

; ; при k = 1,1 и c = 1°.

При вычислении dLn за действительное значение Ln примем среднее арифметическое значение всех 30-ти измерений ((а) и (б) частей всех серий), при c = 10-3 м.

Возвращаясь к формуле вычисления dg, подставим получившиеся значения dT и dLn .

Итого получаем:

g = (140± 3,44)×10-2 .

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:21:45 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
15:50:23 25 ноября 2015

Работы, похожие на Контрольная работа: Измерение отношений удельных теплоемкостей

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151226)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru