home

№245 Определение отношения Сp/Сv для воздуха методом Клемана-Дезорма

?
Кафедра общей физики ПГУ
Лаборатория молекулярной физики
Лабораторная работа № 245

Лабораторная работа № 245
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ CP/CV ДЛЯ ВОЗДУХА МЕТОДОМ
КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА
Принадлежности: экспериментальная установка в сборе.
Введение. Согласно первому закону термодинамики тепло, подведенное к
термодинамической системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на
совершение системой работы
δ Q = dU + δ A .
Количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля вещества
на один кельвин, называется молярной теплоемкостью. Обозначим ее С. Если
же нагревают 1 кг или 1 г вещества (т.е. единицу массы), теплоемкость
называется удельной – с. Она в μ раз меньше молярной. Действительно, если μ
– молярная масса данного вещества, ν – число молей, то
M
1δ Q
C=
; ν =
; C = µ c.
µ
ν dT
Рассмотрим в качестве термодинамической системы идеальный газ.
Теплоемкость зависит как от природы газа, так и от условий нагревания его, т.е.
от термодинамического процесса, в котором газ участвует. Обычно для газов
выделяют две теплоемкости: молярную теплоемкость при постоянном объеме
CV и молярную теплоемкость при постоянном давлении Cp.
Из первого закона термодинамики следует, что для идеального газа имеет
место так называемое уравнение Майера
C p = CV + R ,
(1)
где R – универсальная газовая постоянная.
Согласно уравнению (1), теплоемкость газа в изобарическом процессе Cp
больше, чем в изохорическом CV , а их отношение – больше единицы
Cp
=γ .
(2)
CV
Отношение теплоемкостей γ называется показателем адиабаты, так как
входит в уравнение адиабатического процесса (3), которое называется также
уравнением Пуассона
γ
pV = const .
(3)
Величина γ различна для разных газов. Знание и измерение γ представляет
практический интерес, поскольку с ней связаны некоторые явления в газах,
например, скорость распространения звука, упругость, теплоемкость.
Определение показателя адиабаты как вычисление отношения предварительно
измеренных теплоемкостей газа Ср к СV не практикуется, так как эти измерения
слишком трудоемки и не дают требуемой точности.
82