Цель работы: определить методом стоячей звуковой волны.

Краткое теоретическое содержание

1. 
   Явление, изучаемое в работе: распространение колебаний
   
2. 
   Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин:
   

Звуковые волны - распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16 – 20 000 Гц.

Адиабатический процесс - процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой.

Давление - физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности.

Удельная теплоемкость - величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 кг вещества на 1 К.

Стоячие волны - волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. Образование стоячих волн наблюдают при интерференции бегущей и отраженной волн.

Пучности стоячей волны - точки, в которых амплитуда максимальна.

Узлы стоячей волны

---

 - точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю.

Продольные волны - в этих волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны.

Частота колебаний - число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.

Молярная теплоёмкость - величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 моль вещества на 1 К,

Длина волны - расстояние между двумя ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе.

3. 
   Законы и соотношения:
   

Уравнение Пуассона для адиабатического процесса, протекающего в идеальном газе:



p – давление газа, Па

V – объем газа, м³

- показатель адиабаты

Уравнение Менделеева – Клапейрона: объем и давление идеального газа прямопропорциональны массе и абсолютной температуре этого газа и обратнопропорциональны молярной массе
 

  - молярная масса газа, г/моль

М- масса газа, кг

T- абсолютная температура, К

R- универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль*К)

Схема установки


Рисунок 1 Схема установки




1 – Частометр, 2 - Звуковой генератор, 3 - Подвижный телефон, 4 - Стеклянная труба, 5 - Неподвижный микрофон, 6 – Микровольтметр, 7 – Линейка

Основные рассчетные формулы

1. 
   Показатель адиабаты:
   

– скорость распространения волны, м/с

2. 
   Фазовая скорость волны: , м/с
   

---

- длина бегущей звуковой волны, м

- частота колебаний, Гц

3. 
   Длина бегущей звуковой волны: , м
   

– среднее расстояние между пучностями, м

4. 
   Среднее значение показателя адиабаты:
   

Формулы погрешностей косвенных измерений



n - число опытов

γ_i – значение γ в каждом отдельном случае

Погрешности прямых измерений







Исходные данные

















Таблица

Физическая величина
Единицы измерения № опыта	Гц	м	м	м	м	м/с
1	1000	0,170		0,167	0,334	334	1,31
		0,337	0,167
		0,503	0,166
		0,671	0,168
2	1200	0,285		0,143	0,286	343	1,38
		0,426	0,141
		0,570	0,144
3	1400	0,244		0,123	0,246	344	1,39
		0,367	0,123
		0,490	0,123
		0,614	0,124
4	1600	0,211		0,109	0,218	349	1,43
		0,320	0,109
		0,429	0,109
		0,536	0,107
		0,645	0,109
6	1800	0,283		0,097	0,194	349	1,43
		0,380	0,097
		0,477	0,097
		0,574	0,097
		0,670	0,096

---

Пример вычисления (для опыта №3)

1. 
   = 0,367 – 0,244 = 0,123 м
   

= 0,490 – 0,367 = 0,123 м

= 0,614 – 0,490 = 0,124 м

2. 
   =
   
3. 
   = 2*0,123 = 0,246 м
   
4. 
   = 0,246*1400 = 344 м/с
   
5. 
   
   
6. 
   
   
7. 
   
   

Окончательный результат:





Сравнение



Вывод: В ходе проведения лабораторной работы было определено отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме для воздуха методом стоячей волны. Полученное значение показателя адиабаты ( ) получилось равным теоретическому значению в рамках погрешности. Расхождение составило 0,7%. Значение погрешности 0,02.

---

Смотрите также файлы

• Определить рентабельность производства и рентабельность продукции.docx

• Джунгарского ханства.docx

• Система оценивания проверочной работы Оценивание отдельных заданий.pdf

• 1. Адамзат баласы ндылыа мдделі рі мтаж тжырымына атысты з кзарасызды длелдеп жазыыз. Жм.docx

• Взаимосвязанные ресурсы и процессы экономической системы можно описать в терминах предметной области.pptx