14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 245 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ 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: Q dU A . Количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля вещества на один кельвин, называется молярной теплоемкостью. Обозначим её 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 1 Q С , , C c . dT Рассмотрим в качестве термодинамической системы идеальный газ. Теплоемкость зависит как от природы газа, так и от условий его нагревания, 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 , (14.1) где R – универсальная газовая постоянная. Согласно уравнению (14.1) теплоемкость газа в изобарическом процессе Cp больше, чем в изохорическом CV , а их отношение больше единицы: Cp . (14.2) CV Отношение теплоемкостей γ называется показателем адиабаты, так как входит в уравнение адиабатического процесса (14.3), которое называется также уравнением Пуассона, pV const . (14.3) 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 Cp к CV не практикуется, так как эти измерения слишком трудоемки и не дают требуемой точности. Практически рациональнее измерять γ, а теплоемкость Cp и CV вычислять по следующим формулам, полученным из уравнений (14.1) и (14.2): 92