Порядок виконання роботи

1. В декількох (3-4) місцях виміряти мікрометром товщину досліджувальної пластинки і товщину пластинки з відомим .

2. Зібрати установку так, як показано на рис. 1.

3. Через посудину пустити холодну воду з водопроводу і, ввімкнувши через автотрансформатор електроплитку, спостерігати за температурою дисків І, ІІ, ІІІ.

4. Через 20-30 хв, коли температура дисків перестане змінюватись, визначити температури , , . Перекрити воду і вимкнути електроплитку.

5. Результати вимірювань занести в таблицю 1.

Таблиця 1.

№ п/п
1
2
3
ср.

6. Підставляючи в формулу (3) значення виміряних величин і значення , взятого з таблиці, визначити досліджуваного матеріалу.

7. Обчислити похибки вимірювань і результат записати у вигляді:

.

Контрольні питання

1. Формула для визначення коефіцієнта теплопровідності.

2. Фізичний зміст коефіцієнта теплопровідності.

3. Кількість теплоти, яка проходить через досліджувану пластинку.

4. Кількість теплоти, яка проходить через пластинку з відомим коефіцієнтом теплопровідності.

5. При який умові метод Христіансена для визначення дає задовільні результати?

6. Формула градієнта температури в пластинці.

7. Відносна похибка коефіцієнта теплопровідності.

8. Абсолютна похибка коефіцієнта теплопровідності.

9. Розмірність коефіцієнта теплопровідності.

10. Розмірність градієнта температури.

№ 15. ВИЗНАЧЕННЯ ВІДНОШЕННЯ МОЛЯРНИХ ТЕПЛОЄМНОСТЕЙ ДЛЯ ПОВІТРЯ

МЕТА РОБОТИ:	Дослідити термодинамічні процеси, що протікають при виконанні роботи, та визначити .
ОБЛАДНАННЯ:	1. Скляний балон з двома кранами. 2. Рідинний манометр. 3. Насос.

Теоретичні відомості

Для газу слід розрізняти питому і молярну теплоємності. Питомою теплоємністю називають фізичну величину, що чисельно дорівнює зміні кількість теплоти, яку потрібно надати одиниці маси газу, щоб підвищити його температуру на один градус ( ). Молярною теплоємністю ( ) називають фізичну величину, що чисельно дорівнює кількості теплоти, яку потрібно надати одному молю газу, щоб підвищити його температуру на один градус.

,

де - кількість молів газу.

Молярна теплоємність пов’язана з питомою співвідношенням:

,

де – молекулярна маса.

Найбільший інтерес становить теплоємність для випадків, коли нагрівання відбувається при сталому об’ємі і сталому тиску . У першому випадку газ не виконує роботи (розширення відсутнє) проти зовнішніх сил і згідно першого закону термодинаміки:

. (1)

теплота , яка надається системі, витрачається лише на збільшення внутрішньої енергії , .

У другому випадку – газ буде нагріватись і розширюватись, виконуючи позитивну роботу проти зовнішніх сил. Отже, щоб нагріти один моль газу на один градус у цьому випадку потрібно затратити більше тепла ( ).

Поділивши рівняння (1) на одержимо:

.

Звідси випливає рівняння Майера:

, (2)

де: R – універсальна газова стала, що чисельно рівна роботі, яку виконує один моль ідеального газу при нагріванні його на один градус при сталому тиску.

Теоретично відношення можна обчислити за формулами молярних теплоємностей , :

, (3)

де - число ступенів вільності: для одноатомних газів, для двохатомних газів, для трьохатомних газів.

Величина відношення для газів відіграє важливу роль при адіабатних процесах. Наприклад, за нею визначають швидкість поширення звуку у газах; від неї залежить протікання газів у трубах із звуковими швидкостями; рух тіл з надзвуковими швидкостями, тощо.