Политех в Сети

Сайт для Учебы

Определение отношения теплоёмкостей воздуха акустическим методом

Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

1. Цель. Определить отношение теплоёмкостей воздуха при помощи акустического метода, применяя термостат и генератор звуковых волн.

2. Схематический рисунок установки.

Рис.1. Схема экспериментальной установки, где 1 – кронштейн, 2 – двигатель переменного тока, 3 – гибкая муфта, 4 - контактный термометр с магнитной регулировкой, 5 – блок управления, 6,7,8,9 – патрубки.

3. Расчётные формулы.

Общие формулы:

G=MС2/(RT) (1),

Где G – отношение теплоёмкостей , С – скорость звука в воздухе, T – температура воздуха, R – универсальная газовая постоянная, M – молярная масса воздуха.

(2),

Где С – скорость звука в воздухе, L – длина резонатора, и - две частоты, при которых наблюдаются стоячие волны, M, N – порядковые номера этих частот.

4. Основные результаты измерений.

Таблица 1

Результаты измерений и расчётов для определения отношения теплоёмкостей воздуха

№ п/п

T, °C

, Гц

2, Гц

3, Гц

4, Гц

5, Гц

C, М/с

1

2

3

4

23

34

42

50

1700

1750

1750

1800

2050

2050

2100

2100

2300

2350

2400

2400

2650

2700

2700

2750

2950

3000

3000

3050

320

348

330

348

1.21

1.38

1.21

1.31

Среднее

337

1.28

5. Контрольный расчёт.

Подставляем два любых значения при одной температуре в формулу (2):

Подставляя это значение в формулу (1), получаем:

Аналогичным образом проводятся все последующие расчёты, в результате которых получаем множество значений отношения теплоёмкостей воздуха, которые затем усредняются.

6. Вывод. В результате опыта при помощи акустического метода было определено отношение теплоёмкостей воздуха, которое оказалось равным в среднем 1.28. На точность результата, в первую очередь, могло повлиять то, что нагревательный элемент имел температуру, большую за температуру воздуха, даже если отключить нагрев. В результате при отключении нагрева температура воздуха продолжала медленно возрастать.