Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет „Львівська політехніка” Кафедра Фізики Звіт з лабораторної роботи № 30 з дисципліни: “Фізика На тему: “ Визначення відношення теплоємностей Ср/Сv для повітря методом Клемана - Дезорма ” Мета роботи Ознайомлення з методом Клемана(Дезорма та визначення СP/CV для повітря. Прилади та обладнання Балон, рідинний манометр, мікрокомпресор. Опис вимірювального пристрою та виведення розрахункової формули Відношення СP/CV можна визначити багатьма експериментальними методами, зокрема з допомогою приладу Клемана – Дезорма, що складається з: скляного балона Б, закритого корком К; рідинного манометра М, під’єднаного до балона Б; мікрокомпресора Мк, який сполучається з балоном краном Кр. Досліджуваним газом є повітря. На початку досліду газ знаходиться у балоні при атмосферному тиску po і кімнатній температурі Т1, а під час експерименту послідовно проходить через 3 стани (рис.2): Стан 1. Система перейде у стан 1, якщо при закритому корку К і відкритому крані Кр у балон мікрокомпресором нагнітати повітря до тиску p1 = po +
gh1 (1) Надлишковий над атмосферним тиск
gh1 визначають у міліметрах водяного стовпа (h1 – виміряна в мм різниця рівнів води у колінах манометра). Стан 2. Якщо повністю відкрити корок К, повітря з балону буде швидко розширюватися в атмосферу до вирівнювання тиску у балоні з атмосферним. Цей процес можна приблизно вважа- ти адіабатним, він супроводжується охолодженням повітря до температури Т2( Т1. Газ, що залишився у балоні займав до розширення деяку частину об’єму балона V1 ( VБ, після розширення його об’єм дорівнює VБ. Перехід газу із стану 1 в стан 2 ілюструє крива 1–2 (адіабата). Стан 3. Якщо закрити балон, газ у ньому внаслідок теплообміну буде ізохорно нагріватися до кімнатної температури Т1, при цьому тиск зросте до значення p2 = po +
gh2 . (2) Перехід газу із стану 2 в стан 3 ілюструє крива 2–3 (ізохора). Зауважимо, що стани 1 і 3 відповідають одній температурі Т, отже і одній ізотермі (крива 1–3), тому згідно з законом Бойля-Маріотта: p1V1 = p2VБ (3) Адіабатне розширеня 1–2 опишемо рівнянням Пуассона:
(4) Поділимо рівняння (3) у степені γ на рівняння (4)
, (5) звідки випливає:
(6) Пролоґарифмувавши (6), знайдемо γ γ
(7) Перетворимо знаменник (7), додавши і віднявши lnp0, а також підставимо значення p1 і p2 з формул (1), (2): γ
(8) Атмосферний тиск po ((
gh1;
gh2, отже

(( 1;

(( 1, тому, використовуючи наближення ln(1+x) ( x, з (8) будемо мати: γ
, або γ
(9) Отже, для знаходження γ треба експериментально визначити h1 та h2. Послідовність виконання роботи У закритий корком К балон Б при відкритому крані Кр нагнітають повітря мікрокомпресором Мк до створення різниці рівнів води у манометрі не менше 150 – 200 мм . Закрити кран Кр. Внаслідок стиску температура повітря у балоні дещо підвищиться, тому необхідно почекати 2 – 3 хв., поки темпе-ратура зрівняється з кімнатною і різниця рівнів води у манометрі перестане змінюватися. Записати h1 у таблицю. Відкрити корок К і швидко закрити його після припинення харак – терного шипіння стисненого повітря, що розширюється в атмосфе –ру. При цьому тиск у балоні зрівняється з атмосферним, рівні води у манометрі стануть однаковими, а температура газу знизиться. Почекати декілька хвилин, поки повітря у балоні нагріється до кім–натної температури; тиск повітря при цьому зросте. Після встанов–лення постійної різниці рівнів води у манометрі записати h2. За формулою (9) обчислити γ . Дії, зазначені у пунктах 1-5, повторити 10 разів. Визначити похибки вимірювань. Таблиця результатів вимірювання № 
,мм 
,мм 

 1 230 35 1.18 0.060  2 200 30 1.17 0.058  3 190 30 1.19 0,059  4 150 25 1.20 0,060  5 235 40 1.20 0.060  6 270 50 1.23 0.061  7 210 35 1.20 0,060  8 260 50 1.24 0,062  9 205 35 1.21 0.060  10 250 45 1.22 0.061  Сер.   1.20 0,060   Обчислення фізичних величин за робочими формулами:
:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
. Обчислення похибок

,
,

,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
. Запис кінцевого результату
Висновок Виконуючи цю лабораторну роботу я ознайомився з методом Клемана(Дезорма та навчився визначати СP/CV для повітря.