5. Рассчитать приближенное значение скорости звука и оценить случайную погрешность Dυсл по методу Стьюдента.
6. Вычислить приборную погрешность в скорости звука Dυсист. Относительная приборная погрешность рассчитывается по формуле
,
где Dlст принять равной цене деления отсчетной линейки, Dn = 20 Гц, Dt принять равной половине цены деления шкалы термометра,
Da = 5×10–5 ºС –1. Абсолютная приборная погрешность будет равна
Dυсист = eυ0.
7. Определить общую погрешность по формуле
Dυ = 
.
8. Записать окончательный результат с указанием погрешности определения.
9. Рассчитать по формуле (1) скорость звука в воздухе
(γ = 1,40; М = 29·10–3 кг/моль) и сравнить с полученным на опыте значением.
10. Сделать выводы по работе.
1. Что такое звук? Каков диапазон частот звуковых волн? От чего зависит скорость звука?
2. Может ли звук распространяться в вакууме? Ответ обоснуйте.
3. Запишите уравнение бегущей волны и поясните величины, входящие в уравнение.
4. Дайте определение стоячей волны. Как возникают стоячие волны?
5. Выведите уравнение стоячей волны.
6. Что такое узлы и пучности? Получите уравнения координат узлов и пучностей.
7. В чем отличие стоячей волны от бегущей?
8.
Построить график
стоячей волны для фиксированного момента времени
t = 0, T/8, T/4,
3T/8 или T/2 (или для других моментов по указанию
преподавателя).
9. Обоснуйте расчетную формулу для скорости звука.
10. Опишите экспериментальную установку и методику определения скорости звука.
Литература
1. Савельев И. В. Курс общей физики: Учебн. пособие для втузов: в 3 т. Т.1: Механика. Молекулярная физика. - 3-е изд., испр. - М.: Наука, 1986. – 432с.
2. Детлаф А. А. , Яворский Б. М. Курс физики: Учебн. пособие для втузов. - М.: Высшая школа, 1989. - 607 с. - предм. указ.: с. 588-603.
3. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высшая школа, 1970
4. Лабораторный практикум по физике: Учеб. пособие для студентов втузов./ Ахматов А.С., Андреевский В.М., Кулаков А.И. и др.; Под редакцией А.С. Ахматова. – М.: Высшая школа. 1980. – 360 с.
Часть III. Молекулярная физика, термодинамика, явления переноса
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ
ПО МЕТОДУ КЛЕМАНА И ДЕЗОРМА
Цель работы – определить отношение теплоемкостей 
для
воздуха.
Приборы и принадлежности – стеклянный баллон емкостью около 25 литров с краном, манометр, насос, соединительные трубки.
Теоретическое введение
Удельной теплоемкостью вещества называется физическая величина, равная количеству теплоты, необходимой для нагревания единицы массы вещества на 1 оС(К) в данном процессе.
Молярной теплоемкостью вещества называется физическая величина, равная количеству теплоты, необходимой для нагревания одного моля вещества на 1оС(К) в данном процессе.
Очевидно,
где 
молярная масса вещества.
Для газов принято различать теплоемкость при постоянном объеме Сv и при постоянном давлении Cp, в зависимости от процесса нагревания газа.
Согласно первому закону термодинамики количество переданной системе теплоты расходуется на увеличение внутренней энергии системы и работу расширения
dQ=dU+dA
При нагревании газа при V=const работа расширения dA=0, и все тепло идет на увеличение внутренней энергии, т.е. на нагревание газа.
При нагревании газа при P=const тепло затрачивается не только на нагревание, но и на работу расширения газа. Поэтому Сp > Сv.
Согласно кинетической теории идеального газа
где z – число степеней свободы молекулы
n – число молей газа
T –температура по шкале Кельвина
R – универсальная газовая постоянная
Соответственно: для двухатомного газа z = 5 и γ = 1,40; для многоатомного z = 6 и γ = 1,33.
Для экспериментального определения 
воздуха
в данной работе используется адиабатический процесс расширения или сжатия.
Адиабатическим процессом называется процесс без теплового обмена с окружающей средой. dQ=0
Первое начало термодинамики для адиабатического процесса запишется как
0=dU+dA
или
а) dU = – dA - увеличение внутренней энергии газа (нагревание) происходит за счет работы внешних сил, совершающих сжатие газа.
б) dA = – dU – работа расширения, совершаемая газом, происходит за счет уменьшения его внутренней энергии.
Таким образом, при адиабатическом сжатии газ нагревается, при адиабатическом расширении – охлаждается.
Для осуществления адиабатического процесса нужно либо теплоизолировать систему, либо вести процесс так быстро, чтобы теплообмен не успел произойти.
Описание установки.
Стеклянный баллон А емкостью 25 литров с пробкой q соединен резиновыми трубками с насосом N и манометром М. На трубке, соединяющей баллон с насосом, имеется кран К (см. рис. 1).
Проведение эксперимента
I. Определение 
при сжатии воздуха.
1) Перед опытом открыть пробку q. Давление воздуха в баллоне А станет равным атмосферному давлению, и жидкость в манометре установится на одном и том же уровне в обоих коленах.
2) Закрыть трубку сосуда пробкой q, открыть кран К и осторожно накачать при помощи насоса N некоторое количество воздуха. Уровень жидкости в левом (соединенном с баллоном) колене начинает при этом опускаться, а в правом – подниматься.
Накачивать воздух следует до тех пор, пока разность высот уровней жидкости в манометре не достигнет нескольких десятков сантиметров ( 25 – 30 см ). (При накачивании воздух в баллоне сжимается, и температура его повышается ).
3) Закрыть кран К и дать воздуху в баллоне охладиться до комнатной температуры. Так как при охлаждении газа в баллоне его давление понижается, то разность уровней жидкости в манометре несколько уменьшается. Когда температура в баллоне станет равной температуре окружающего воздуха, перемещение уровней жидкости в манометре прекратится, и установится определенная разность высот h1 , которую отмечают по шкале манометра. Давление внутри баллона будет равно
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.