Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны

Федеральное агентство по образованию

Российской федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального обучения

Санкт-Петербургский  Государственный Горный  Институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 19

По дисциплине:                                       Физика

 

Тема:                      Определение отношения теплоемкости при постоянном давлении

         к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом

стоячей волны.  

Выполнил: студент  гр. НГ-04___    _____________        Гладков П.Д.

                                                                                                                       ^{(подпись)                                  (Ф.И.О.)}  

Проверил:         ассистент                   ____________          Чернобай В.И.

                                        ^{(должность)                                           (подпись)                                 (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2005

Цель работы:

определить  методом стоячей звуковой волны.

Краткое теоретическое обоснование.

С точки зрения термодинамики процесс  распространения  звуковой волны в газе можно рассматривать  как адиабатический (т.е. pV^g = const),  так как изменение давления происходит так быстро,  что смежные области среды не  успевают  обмениваться теплом. Поэтому для вычисления g необходимо определить  скорость  распространения звуковых колебаний. В работе эта скорость определяется методом стоячей волны. Если в трубе, один конец которой закрыт, возбудить звуковые колебания, в ней в результате наложения двух встречных волн (прямой и отражённой) с одинаковыми частотами и амплитудами будут возникать стоячие волны. В определенных точках амплитуда стоячей волны равна сумме амплитуд обоих колебаний и имеет максимальное значение; такие точки называются пучностями. В других точках результирующая амплитуда равна нулю, такие точки называются узлами. Расстояние между ближайшим узлом и пучностью равно l/4, где l - длина бегущей звуковой волны. Таким образом, измерив расстояние между узлом и пучностью или между двумя ближайшими пучностями (l/2), можно найти длину бегущей звуковой волны l. Фазовая скорость волны рассчитывается через длину волны.

Схема установки.

ЗГ- звуковой генератор

Ч- частотомер

Т- телефон

М- микрофон

Основные расчетные формулы.

1. ,

где - среднее расстояние между двумя ближайшими пучностями, - длина волны.

2. ,

где - фазовая скорость волны, -частота колебаний.

3. ,

где μ- молярная масса газа, R- универсальная газовая постоянная, Т- абсолютная температура.