Сборка лабораторной установки, проведение эксперимента и обработка результатов измерений

1. Соберите экспериментальную установку как показано на рис.2. К резервуару (1), стандартной пластмассовой бутылке объемом 1,5 л - 2 л, герметично закрытой пробкой со штуцером (2), подсоединяется датчик давления (4) и насос (6), в качестве которого используется «груша» от прибора для измерения артериального давления. для обеспечения герметичности системы во время измерений кран насоса (5), перекрывается сразу после завершения накачки воздуха. Сброс воздуха производится через специальную трубку (7). Заметим, что пластмассовая бутылка, применяемая в опыте, должна быть хорошо высушена, т. к. пары воды вносят погрешность в измерения показателя адиабаты для воздуха.

Рис 2

В лабораторной работе использован датчик давления, измеряющий избыточное давление и рассчитанный на максимальное давление 0.5 атмосферы (5×10⁴ Па). Накачку следует производить до давления примерно 0.2-0.3 атмосферы (20¸30 кПа). Отметим, что поскольку в расчетную формулу входят только разности давлений, при обработке результатов можно не учитывать, что датчик измерят избыточное (по сравнению с атмосферным), а не истинное давление.

2. Подключите измерительный блок L-микро к разъему последовательного порта компьютера и к сети (220 В, 50 Гц). Датчик давления включите в разъем первого канала измерительного блока (рис. 3). Включите тумблер питания измерительного блока.

3. Запустите программу L-phys.exe, выберите пункт меню «Список работ» и в появившемся на экране списке выберите лабораторную работу «определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и при постоянном объеме».

Рис 3

4. Зажмите пальцами трубку для сброса воздуха как это показано на рис. 2. и накачайте воздух в резервуар до избыточного давления p₁ примерно 20¸30 кПа. и отсеките насос от резервуара с помощью крана.. Включите режим измерений. Для этого выберите пункт меню «ЗАПУСК» и проконтролируйте постоянство давления в системе (наличие теплового равновесия с окружающей средой и отсутствие утечек). Если в течении трех минут давление в резервуаре не изменяется, можно переходить к проведению измерений.

5. Откройте и быстро закройте трубку (7), которую Вы удерживаете пальцами. Давление при этом упадет до некоторого уровня. На экране после хорошо видимого сброса давления начнется почти горизонтальный участок изохорического роста давления, возникающий из-за нагревания замкнутого сосуда с газом и соответствующий отрезку 2-3 на диаграмме рис. 1. Через время порядка одной минуты рост давления приостановится и давление станет постоянным. Это будет хорошо видно по цифровому индикатору давления в верхней части экрана. Как только рост давления прекратится, необходимо остановить запись данных. Для этого еще раз выберите пункт меню «ЗАПУСК»

6. двигая курсор (вертикальную линию) по записанной кривой (клавиши , , , ), выпишите в таблицу величину исходного давления (p₁), минимальное значение давления (p₂) и установившееся давление (p₃)

7. Повторите цикл измерений. Для этого выберите пункт меню «ЗАПУСК» и выполните действия, описанные в п.п.5,6. Используйте установившееся давление p₃ предыдущего опыта в качестве стартового p₁ нового измерительного цикла. В дальнейшем измерения можно начинать как с установившегося давления предыдущего цикла, если оно не слишком мало, так и снова накачивая резервуар. Всего следует провести 8-10 измерений. Для завершения работы с программой выберите пункт меню «Выход»

8. Обработку результатов необходимо проводить по расчетной формуле (6). Результаты вычисления показателя адиабаты, полученные в каждом цикле измерений, запишите в таблицу 1.

таблица 1

p1, Па	p2, Па	p3,Па	g

9. Постройте график зависимости определенных значений показателя адиабаты от начальных значений избыточного давления p₁, Проведите прямую, наилучшим образом соответствующую экспериментальным данным. График может иметь небольшой наклон. Это объясняется тем, что с изменением начального давления p₁ несколько меняются условия адиабатичности процесса выпуска газа.

Дата добавления: 2014-11-18