Описание установки и методика выполнения работы

Рис. 8.1.

Экспериментальная установка состоит из стеклянного сосуда I, объем которого может быть изменен с помощью рукоятки 4 за счет изменения объема V^’; который занимает гофрированная резиновая трубка 2. Давление в сосуде измеряется с помощью манометра 3. Dh – разность давления в сосуде с атмосферным Р₀.

Рис. 8.2.

Если от какого – то состояния I (см. рис.8.2.), при котором температура газа в сосуде равна температуре окружающего воздуха Т₁ (3-5 минут давления в сосуде не изменилось), увеличить (или уменьшить объем газа V, то давление, которое было Р₁=Р₀+Dh₁ станет Р₂=Р₀+Dh₂. Если изменение объема происходит достаточно быстро (за 1-2 с.), то теплообмен между газом в сосуде и окружающей средой не успевает произойти и расширение (сжатие) происходит адиабатически, т.е. параметры газа в I и II состояниях связаны уравнением Пуассона:

Р₁V₁^g = Р₂V₂^g

или (8.10.)

Вследствии теплообмена с окружающей средой температура газа с сосуде ставшая Т₁, а давление станет Р₃.

Параметры газа в состояниях с одинаковыми температуры связаны уравнением Бойля – Мариотта (см. рис. 8.2.) кривая III и II – изотерма).

т.е.

Возведя обе части в степень g получим

(8.11.)

Из (8.10.) и (8.11.) получаем

Логарифмируя и решая относительно g получим

Учитывая, что Р₁, Р₂ и Р₃ мало отличаются друг от друга, можно записать

Или, учитывая, что

можем записать

Таким образом, измеряя Dh₁, Dh₂ и Dh₃ – разность уровней воды в манометре, соответствующие начальному состоянию - Dh₁, быстрому расширению - Dh₂ (сжатию) и спустя 3-5 минут после расширения - Dh₃ (сжатия), можно рассчитать значение g.