Показатель адиабаты: различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м Ёфикация с помощью скрипта-ёфикатора
Нет описания правки
Строка 33:
| bgcolor="#E0E0E0" align="center" | <math> \gamma</math>
|-
| align="right" | −181&nbsp; °C
| rowspan="7" align="center" | [[Водород|H<sub>2</sub>]]
| 1,597
| align="right" | 200&nbsp; °C
| rowspan="4" align="center" | сухой<br>[[воздух]]
| 1,398
| align="right" | 20&nbsp; °C
| align="center" | [[окись азота|NO]]
| 1,400
|-
| align="right" | −76&nbsp; °C
| 1,453
| align="right" | 400&nbsp; °C
| 1,393
| align="right" | 20&nbsp; °C
| align="center" | [[закись азота|N<sub>2</sub>O]]
| 1,310
|-
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,410
| align="right" | 1000&nbsp; °C
| 1,365
| align="right" | −181&nbsp; °C
| rowspan="2" align="center"| [[Азот|N<sub>2]]</sub>
| 1,470
|-
| align="right" | 100&nbsp; °C
| 1,404
| align="right" | 2000&nbsp; °C
| 1,088
| align="right" | 15&nbsp; °C
| 1,404
|-
| align="right" | 400&nbsp; °C
| 1,387
| align="right" | 0&nbsp; °C
| rowspan="5" align="center" | [[Углекислый газ|CO<sub>2</sub>]]
| 1,310
| align="right" | 20&nbsp; °C
| align="center" | [[Хлор|Cl<sub>2</sub>]]
| 1,340
|-
| align="right" | 1000&nbsp; °C
| 1,358
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,300
| align="right" | −115&nbsp; °C
| rowspan="3" align="center" | [[Метан|CH<sub>4</sub>]]
| 1,410
|-
| align="right" | 2000&nbsp; °C
| 1,318
| align="right" | 100&nbsp; °C
| 1,281
| align="right" | −74&nbsp; °C
| 1,350
|-
| align="right" | 20&nbsp; °C
| align="center" | [[Гелий|He]]
| 1,660
| align="right" | 400&nbsp; °C
| 1,235
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,320
|-
| align="right" | 20&nbsp; °C
| rowspan="3" align="center" | [[Водяной пар|H<sub>2</sub>O]]
| 1,330
| align="right" | 1000&nbsp; °C
| 1,195
| align="right" | 15&nbsp; °C
| align="center" | [[Аммиак|NH<sub>3</sub>]]
| 1,310
|-
| align="right" | 100&nbsp; °C
| 1,324
| align="right" | 20&nbsp; °C
| align="center" | [[Угарный газ|CO]]
| 1,400
| align="right" | 19&nbsp; °C
| align="center" | [[Неон|Ne]]
| 1,640
|-
| align="right" | 200&nbsp; °C
| 1,310
| align="right" | −181&nbsp; °C
| rowspan="6" align="center" | [[кислород|O<sub>2</sub>]]
| 1,450
| align="right" | 19&nbsp; °C
| align="center" | [[Ксенон|Xe]]
| 1,660
|-
| align="right" | −180&nbsp; °C
| rowspan="2" align="center" | [[аргон|Ar]]
| 1,760
| align="right" | −76&nbsp; °C
| 1,415
| align="right" | 19&nbsp; °C
| align="center" | [[криптон|Kr]]
| 1,680
|-
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,670
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,400
| align="right" | 15&nbsp; °C
| align="center" | [[сернистый газ|SO<sub>2</sub>]]
| 1,290
|-
| align="right" | 0&nbsp; °C
| rowspan="3" align="center" | сухой<br>[[воздух]]
| 1,403
| align="right" | 100&nbsp; °C
| 1,399
| align="right" | 360&nbsp; °C
| align="center" | [[ртуть|Hg]]
| 1,670
|-
| align="right" | 20&nbsp; °C
| 1,400
| align="right" | 200&nbsp; °C
| 1,397
| align="right" | 15&nbsp; °C
| align="center" | [[этан|C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>]]
| 1,220
|-
| align="right" | 100&nbsp; °C
| 1,401
| align="right" | 400&nbsp; °C
| 1,394
| align="right" | 16&nbsp; °C
| align="center" | [[пропан|C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>]]
| 1,130
Строка 179:
: <math>C_V = C_P - \nu R,</math>
 
где <math>\nu </math> — [[количество вещества]] в молях. Для молярных теплоёмкостей, соответственно,
 
: <math> C_P = \frac{\gamma R}{\gamma - 1}, \qquad C_V = \frac{R}{\gamma - 1}=C_P - R.</math>
Строка 230:
 
== Экспериментальное определение величины показателя адиабаты ==
Поскольку процессы, происходящие в небольших объёмах газа при прохождении звуковой волны, близки к адиабатическим{{sfn|Савельев2001Савельев|2001|с=30—32}}, показатель адиабаты можно определить, измерив скорость звука в газе. В этом случае показатель адиабаты и скорость звука в газе будут связаны следующим выражением:
: <math>c = \sqrt{\frac{\gamma kT}{m}} = \sqrt{\frac{\gamma RT}{M}},</math>
где <math>\gamma</math> — показатель адиабаты; <math>k</math> — [[постоянная Больцмана]]; <math>R</math> — [[универсальная газовая постоянная]]; <math>T</math> — [[абсолютная температура]] в [[кельвин]]ах; <math>m</math> — [[молекулярная масса]]; <math>M</math> — [[молярная масса]].
Строка 240:
Пусть первоначально в баллоне было атмосферное давление и комнатная температура. Процесс выполнения работы можно условно разбить на два этапа, каждый из которых включает в себя адиабатный и изохорный процесс.
 
'''1-й этап:'''<br />
При закрытом кране накачиваем в баллон небольшое количество воздуха и зажимаем шланг зажимом. При этом давление и температура в баллоне повысятся. Это адиабатный процесс. Со временем давление в баллоне начнёт уменьшаться вследствие того, что газ в баллоне начнёт охлаждаться за счёт теплообмена через стенки баллона. При этом давление будет уменьшаться при постоянном объёме. Это изохорный процесс. Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравняется с температурой окружающего воздуха, запишем показания манометра <math>h_1</math>.
 
'''2-й этап:'''<br />
Теперь откроем кран 3 на 1—2 секунды. Воздух в баллоне будет адиабатно расширяться до атмосферного давления. При этом температура в баллоне понизится. Затем кран закроем. Со временем давление в баллоне начнёт увеличиваться вследствие того, что газ в баллоне начнёт нагреваться за счёт теплообмена через стенки баллона. При этом снова будет увеличиваться давление при постоянном объёме. Это изохорный процесс. Выждав, когда температура воздуха внутри баллона сравнится с температурой окружающего воздуха, запишем показание манометра <math>h_2</math>. Для каждой ветви 2-х этапов можно написать соответствующие уравнения адиабаты и изохоры. Получится система уравнений, которые включают в себя показатель адиабаты. Их приближённое решение приводит к следующей расчётной формуле для искомой величины:
: <math> \gamma = {h_1 \over {h_1 - h_2}}. </math>
Строка 259:
== Примечания ==
{{примечания}}
 
{{Нет полных библиографических описаний}}
== Литература ==
* {{книга
|автор = Савельев И. В.
|том = 3
|заглавие = Курс общей физики: Молекулярная физика и термодинамика
|место = М.
|издательство = Астрель
|год = 2001
|страниц = 208
|isbn = 5-17-004585-9
|тираж = 7000
|ref = Савельев
}}
 
[[Категория:Термодинамика]]