Методические указания к лабораторным работам "Изучение законов сохранения при соударении двух шаров", "Изучение вращательного движения на маховике Обербека", "Изучение закона сохранения момента импульса", "Измерение момента инерции маятника Максвелла", страница 21

8. Обработку результатов необходимо проводить по расчетной формуле (22). Результаты вы­числения давлений р₁, р₂ и р₃, а также – показателя адиабаты g, полученные в каждом цикле измерений, запишите в таблицу 2.

9. Постройте график зависимости значений показателя адиабаты g от на­чальных значений избыточного давления Dр₁. Проведите прямую линию, наилучшим образом соответ­ствующую экспериментальным данным.

Поскольку g– коэффициент, не зависящий от параметров состояния (p,V,T), то в идеальном случае графиком должна являться прямая линия, параллельная оси абсцисс. Однако на практике такая прямая может иметь небольшой наклон. Это объясня­ется тем, что с изменением начального давления Dр₁ несколько меняются условия адиабатности процесса выпуска газа.

Таблица  1

Измеряемые величины	Номер  опыта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Dр1
Dр2
Dр3
рА

Таблица  2

Расчётные величины	Номер  опыта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
р1
р2
р3
g										79

ВНИМАНИЕ:

1. Включать в сеть измерительный блок L-микро можно только после его подключения к разъему последовательного порта компьютера.

2. Не следует накачивать газ в сосуд до избыточного давления больше 0,3 ¸ 0,5 атм (то есть – нельзя выходить за рамки шкалы на экране компьютера). Это может привести к поломке насоса датчика давления, разрыву соединений трубок.

Обработка результатов измерений

Вычислите g по формуле (22), после чего рассчитайте среднее значение g_СР:

g _СР= () / n ,                                    (23)

где n - число измерений, и величину S:

S= ,                                       (24)

Результаты вычислений представьте в виде:

g=g _СР±  S a.                                      (25)

Здесь a-коэффициент Стьюдента, значения которого можно найти в таблице, приведённой в Приложении к настоящему сборнику (см. также методические указания [3]). Величину доверительной вероятности при вы­боре коэффициента Стьюдента по этой таблице примите рав­ной 0,95.

Оцените относительную погрешность вычисления g:

dg =(S a /g _СР) ´100 %.

Значение g _СР сравните с теоретическим, вычисленным по формуле

g_ТЕОР==                                     (26)

80

в предположении, что воздух является смесью двухатомных идеальных газов.

Контрольные вопросы

1. Запишите первый закон термодинамики.

2. Запишите формулу для расчета изменения внутренней энергии идеального газа.

3. Выведите выражения для молярной и удельной теплоемкости идеального газа при постоянном объеме и при постоянном  давлении.

4. Рассчитайте молярные теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении для одноатомного и многоатомного идеальных газов.

5. Какой процесс называется адиабатическим? Что происходит с температурой газа при адиабатическом расширении и при адиабатическом сжатии и почему?

6. Объяснить различие между рассчитанными теоретически и полученными экспериментально значениями g.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ  ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И. В. Курс общей физики: В 3-х т. – М.: Наука, 1987. – Т. 1, 432 с.

2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Курс физики. – М.: Высш. шк., 2000.

3. Расчет погрешностей в лабораторных работах физического практикума. Методические указания к вводным занятиям в физическом практикуме/ Н.А. Гринчар, Ф.П. Денисов, Б.А. Курбатов и др.; Под общ. ред. Ф.П. Денисова. - М.: МИИТ, 1995. - 38 с.

	81

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  I

Таблица значений коэффициента Стьюдента

Таблица 1

Число измерений	Доверительная вероятность
	0,5	0,7	0,8	0,9	0,95	0,99	0,999
2	1,00	2,00	3,1	6,3	12,7	63,7	639,6
3	0,82	1,3	1,9	2,9	4,3	9,9	31,6
4	0,77	1,3	1,6	2,4	3,2	5,8	12,9
5	0,74	1,2	1,5	2,1	2,8	4,6	8,6
6	0,73	1,2	1,5	2,0	2,6	4,0	6,9
7	0,72	1,1	1,4	1,9	2,4	3,7	6,0
8	0,71	1,1	1,4	1,9	2,4	3,5	5,4
10	0,70	1,1	1,4	1,8	2,3	3,3	4,8
12	0,70	1,1	1,4	1,8	2,2	3,1	4,5
15	0,69	1,1	1,3	1,8	2,1	3,0	4,1
20	0,69	1,1	1,3	1,7	2,1	2,9	3,9