Acasă | Despre noi | feedback-ul
Obiectiv: Pentru a determina coeficientul Poisson pentru a aerului, undei staționare prin măsurarea vitezei de propagare a sunetului în aer.
În această lucrare, este necesar să se determine experimental constanta adiabată (raportul Poisson) pentru aer. O modalitate de a determina g bazat pe măsurarea vitezei sunetului în gaz. După cum se știe din teoria vitezei v sunetului a gazului se determină prin formula
v =. (3.21)
unde R = 8,31 - constanta universală a gazelor; T - temperatura absolută; m - masa molară a gazului.
Din ecuația (3.21) definește raportul Poisson
prin urmare, determinată experimental v. Puteți găsi g.
Aparat pentru determinarea vitezei sunetului prezentat în Fig. 3.9.
Volumul sonor al coloanei de aer din conducta este determinată de ureche sau cu indicatorul și (prin intermediul unui amplificator V).
vibratii interesante ale unei anumite frecvențe prin OM și generatorul de sunet se deplasează pistonul în țeava P, sunt pozițiile corespunzătoare semnalului sonor maxim - x1. x2, ..., xn.
Distanțele între punctele corespunzătoare semnalului maxim al sunetului
. (3.23)
unde x0 - coordonata pipe start, l - lungimea de undă de sunet.
Din expresia (3.23) rezultă că.
Este cunoscut faptul că lungimea de undă l în legătură cu raportul de frecvență n
. (3.24)
unde n = 1, 2, 3, ..., - numărul ventrele (pozițiile pistonului corespunzător semnalului sonor maxim).
Ordinea de performanță
1. Comutator sunet generator MH și indicatorul de tensiune 220 și o rețea. Cald 1 - 3 minute.
3. Prin deplasarea pistonului de-a lungul tubului, pentru a contoriza numărul de ventrele (bip maxim) care se potrivesc pe întreaga lungime a tubului - n.
4. Se măsoară poziția ultima linie a ventru - xn și coordonează începutul țevii - X0.
5. Repetați pașii 2 - 4 cu alte specificate pe frecvențele panoului de instrumente.
6. Pentru citiri ale temperaturii T pe termometru în laborator.
Rezultatele măsurătorilor sunt înregistrate în Tabelul 3.3.
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
1. Conform formulei (3.24) pentru a calcula viteza sunetului în aer, folosind tabelul de date de măsurare, exprimată în unități SI.
2. În conformitate cu formula (3.22) pentru a găsi o valoare a raportului Poisson pentru aer.
3. Comparați valoarea obținută cu raportul teoretic Poisson. O concluzie cu privire la activitatea desfășurată.
întrebări de control și sarcini
1. Formulați prima lege a termodinamicii.
2. Cum este energia internă a sistemului? Notați expresia pentru energia internă a unui gaz ideal.
3. Care este numărul de grade de libertate? Cum este acest număr pentru una, două și trei molecule de atom?
4. Ceea ce se numește capacitatea termică specifică și molar?
5. Care sunt cantitățile fizice sunt indicate prin semne de CP și CV-ul. Ce ecuație descrie relația dintre ele? Ce legi sunt utilizate în derivarea această ecuație?
6. Care este procesul numit izoterme? Izobară? Izocoră? Adiabatică? Notați ecuația de stare pentru aceste procese.
7. Se înregistrează prima lege a termodinamicii pentru toate izoprotsessov și procesul adiabatic.
Stare lichidă de agregare este un intermediar de material între gazoase și solidă și, prin urmare, are proprietățile ambelor. Lichide, cum ar fi corpuri dure au un anumit volum, și cum ar fi gazele, să ia forma vasului în care se află.
Moleculele de gaz substanțial forțe intermoleculare neînrudite. în acest caz, energia medie a mișcării termice a moleculelor de gaz este mult mai mare decât media energiei potențiale datorită forțelor de atracție între ele, astfel încât moleculele de gaz sunt emise în direcții diferite, iar gazul ocupă volumul prevăzut de acesta. Organele solide și lichide forțele de atracție dintre moleculele și reține deja semnificative moleculele la o anumită distanță unul față de celălalt. În acest caz, energia medie a mișcării termice aleatoare de molecule mai mici decât media energiei potențiale, care este cauzată de forțele de interacțiune intermoleculară, și nu este suficient pentru a depăși forțele de atracție dintre molecule, astfel încât solide și lichide au un volum bine definit.
Moleculele de gaz muta aleatoriu, astfel încât nu există nici o regularitate în dispunerea lor reciprocă. În lichide, spre deosebire de solide, există o așa-numita comandă-rază scurtă de acțiune în aranjamentul particulelor - dispunerea ordonată a lor, repetate la distanțe comparabile cu interatomice. Moțiunea termică în fluid, datorită faptului că fiecare moleculă de ceva timp fluctuează în jurul unei anumite poziții de echilibru, apoi sare la o nouă poziție care diferă de ordinea inițială a distanței interatomice. Astfel, moleculele de lichid, mai degrabă se mișcă încet peste corp de lichid, iar difuzia este mult mai lent decât în gaze. Odată cu creșterea temperaturii, frecvența lichidului mișcare de vibrație a moleculelor crește brusc, crescând mobilitatea moleculelor, care la rândul său este cauza reducerii viscozității fluidului.
La interfața dintre două materiale, cum ar fi un lichid și vapori de saturație, două lichide nemiscibile sau un lichid și un corp solid apare o forță din cauza diferitelor interacțiuni intermoleculare ale media adiacente. Toate moleculele situate în interiorul volumului de lichid, în mod uniform înconjurate de moleculele învecinate, în acest caz, rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra oricărei astfel de moleculă este în medie la zero. Pe de altă parte, pe moleculă, situată în apropiere de granița a două medii, din cauza mediului inhomogeneity o forță nu este compensată de alte molecule de lichid.
Pentru fiecare moleculă a lichidului din moleculele înconjurătoare acționează atracție forța descrește rapid cu distanța (Figura 4.1).
Raportul dintre energia potențială minimă și energia cinetică a mișcării termice aleatoare mediu aproximativ egal cu kT. determină posibilitatea existenței unei stări fizice a materiei (Figura 4.2.) .:
E min < E min >> kT - substanța este în stare solidă; E min »kT - substanța este în stare lichidă. Când r = r0 energia potențială atinge o valoare minimă, care corespunde unei stări de echilibru stabil al sistemului. Când r Din moment ce poate fi neglijat anumite forțe minime distanță de atracție dintre molecule. Această distanță (r ≈ m) este raza de acțiune moleculare și raza sferei r - acțiune moleculară sferă. Pe moleculele de suprafață ale stratului de lichid, sfere de acțiuni moleculare sunt doar parțial situate în forțele de fluid care acționează cu fluid direcționată spre interior, numit molecular sau intern. presiune moleculara actioneaza asupra organismului plasat într-un lichid, deoarece aceasta se datorează numai forțe care acționează între moleculele lichidului în sine. energia brută de particule lichide compuse din mișcarea lor termice aleatoare și energie potențială datorită forțelor intermoleculare. Pentru a muta moleculele de la suprafața lichidului la o adâncime necesară pentru a efectua munca. Acest lucru se face în detrimentul energiei cinetice a moleculelor, și merge pe creșterea potențialului lor de energie. energia potențială suplimentară a stratului de suprafață a lichidului de molecule numite energie de suprafață. Din moment ce această energie # 916; E este direct proporțional cu suprafața de pat # 916; S. atunci: # 916; E = # 963; x # 916; S. unde s este coeficientul de tensiune superficială a lichidului. definită ca densitatea de energie de suprafață. Cu alte cuvinte, tensiunea de suprafață - este o valoare egală cu raportul muncii efectuate pentru a crea o suprafață de lichid la o temperatură constantă, la suprafața .Usloviem echilibru lichid stabil este energia de suprafață minimă. Puteți da, de asemenea, caracteristica de putere # 963;: coeficientul de tensiune superficială a lichidului # 963, este forța de tensiune superficială, care este pe o unitate de lungime a conturului care mărginește suprafața lichidului în examinare :. Dacă examinăm lichidul pe suprafața unui mic segment de lungime l. tensiunea superficială poate descrie în mod convențional segmente perpendiculare pe intervalul selectat (adică, ele se aseamănă „sutură“ sa „taie“ suprafața lichidului). Unități de măsură a tensiunii superficiale - newtoni pe metru (N / m) sau jouli pe metru pătrat (J / m 2). Cele mai multe lichide la o temperatură de 300 K are un coeficient de tensiune superficială de ordinul a - H / m. Cu creșterea temperaturii, tensiunea de suprafață scade pe măsură ce creșterea distanței medii dintre moleculele de lichid. Tensiunea superficială depinde în mod esențial de prezența impurităților (de exemplu, la o temperatură de 20 ° C apă # 963; = 0,0725 N / m, laptele # 963; = 0,05 N / m, iar pentru apă cu săpun # 963; ≈ N 0,04 / m).articole similare