Szerint a hangsebesség levegőben
Home | Rólunk | visszacsatolás
Cél: Annak megállapításához, a Poisson tényező a levegő, az állóhullám mérésével sebessége a hang terjedésének a levegőben.
Ebben a munkában azt kell megvizsgálni, kísérletileg adiabatikus állandó (Poisson) a levegő. Az egyik módja, hogy meghatározzuk g mérésén alapul a hangsebességet a gáz. Mint ismeretes az elmélet a hang sebessége v a gáz határozza meg a képlet
v =. (3,21)
ahol R = 8,31 - az univerzális gázállandó; T - abszolút hőmérséklet; m - a moláris tömege a gáz.
Egyenlet (3.21) meghatározza Poisson
Ezért kísérleti úton határozzuk meg v. Megtalálható g.
Készülék meghatározására hangsebesség ábrán látható. 3.9.
Hang levegő térfogata oszlop a csőben határozzuk meg fül vagy a kijelző és a (via egy erősítő V).
Rezgéseket gerjesztő egy bizonyos frekvencia segítségével az MO és a hanggenerátor dugattyú mozgatásához a P cső, olyan pozíciók megfelel annak a legnagyobb hangjelzéssel - x1. x2, ..., xn.
A pontok közötti távolságok megfelel a maximális hangjelzés
. (3,23)
ahol x0 - koordinátája Start cső, l - hang hullámhossza.
A kifejezést (3,23) következik, hogy.
Ismeretes, hogy a hullámhossz l kapcsolatos frekvencia arány n
. (3,24)
ahol n = 1, 2, 3, ..., - a száma amplitúdópontok (pozíciók a dugattyú megfelel annak a legnagyobb hang jel).
Az, hogy a teljesítmény
1. Kapcsolja MH hanggenerátor és a feszültség indikátor 220 és a hálózathoz. Meleg 1-3 perc.
3. A dugattyú mozgatásához a cső mentén, hogy számolja meg a amplitúdópontok (maximum sípolás), amelyek illeszkednek teljes hossza mentén a cső - n.
4. Mérje meg a helyzet az utolsó sor a amplitúdópont - xn és koordinálja a kezdete cső - x0.
5. Ismételje meg a 2-4 más meghatározott a műszerfalon frekvenciákat.
6. a leolvasás a T hőmérséklet a hőmérő a laboratóriumban.
A mérési eredményeket a táblázat 3.3.
A mérési eredmények feldolgozása
1. A képlet szerint (3.24) kiszámításához a hangsebességet a levegőben, a mérési adatok táblázatban SI mértékegységben kifejezni.
2. A képlet szerint (3,22), hogy megtalálja a Poisson-érték levegőt.
3. Hasonlítsa össze a kapott érték az elméleti Poisson. A következtetés a munkát.
Ellenőrző kérdések és feladatok
1. Fogalmazza meg a termodinamika első főtétele.
2. Milyen a belső energia a rendszer? Írja le a kifejezés a belső energiája ideális gáz.
3. Mi a fokok száma a szabadság? Hogy van ez a szám az egy-, két- és három atom molekulák?
4. Mi az úgynevezett fajlagos hőkapacitása és moláris?
5. Melyek a fizikai mennyiségek jelzésekkel CP és CV. Mi egyenlet a köztük lévő kapcsolatot? Milyen törvények használják a levezetés ennek az egyenletnek?
6. Mi a nevezett folyamat izotermikus? Izobár? Izochor? Adiabatikus? Írja le az állapotegyenlet az ezeket a folyamatokat.
7. Jegyezze fel a termodinamika első főtétele minden izoprotsessov és adiabatikus folyamat.
A folyékony halmazállapotban legyen egy anyag közötti közbülső gáznemű és szilárd, és ezért az a tulajdonságait egyaránt. Folyadékok, mint például a kemény szervek egy bizonyos hangerő, és mint gázok, formájában a hajó, ahol ezek találhatók.
A molekulák a gáz lényegében függetlenek intermolekuláris erők. ebben az esetben az átlagos energia a termikus mozgás a gázmolekulák sokkal nagyobb, mint az átlagos potenciális energia erejének köszönhetően a vonzás közöttük, így a gáz molekulákat bocsátanak különböző irányokba, és a gáz elfoglalja a kötet általa nyújtott. A szilárd és folyékony testek közötti vonzóerő molekulák és megtartják a már jelentős molekulák egy bizonyos távolságra egymástól. Ebben az esetben, az átlagos energia véletlenszerű hőmozgás molekulák kevesebb, mint az átlag a potenciális energia, amely által okozott erők intermolekuláris kölcsönhatás, és ez nem elég ahhoz, hogy legyőzzük az erőket a vonzás molekulák között, így szilárd és folyékony anyagok a meghatározott mennyiség.
A gázmolekulák véletlenszerűen mozog, így nincs rendszeresség a felek kölcsönös megállapodás. A folyadékok, szemben a szilárd anyagok, van egy úgynevezett rövid hatótávolságú érdekében a elrendezése a részecskék - ezek elrendezése olyan, ismételt távolságon összehasonlítható az atomi. A termikus mozgást a folyadékban annak a ténynek köszönhető, hogy minden egyes molekula egy ideig körül ingadozik egy bizonyos egyensúlyi helyzet, akkor ugrik egy új helyre, amely eltér az eredeti sorrendben az atomi távolság. Így a molekulák a folyadék meglehetősen lassan mozog a test folyadék, és a diffúzió sokkal lassabb, mint a gázokban. Növekvő hőmérséklettel, folyékony frekvenciás vibrációs mozgás a molekulák meredeken emelkedik, a növekvő mobilitás a molekulák, amely viszont az oka, hogy csökkentsék a folyadék viszkozitását.
A felület közötti két anyag, mint például egy folyadék és annak telített gőz, két nem elegyedő folyadék vagy egy folyadék és egy szilárd test erő keletkezik miatt különböző intermolekuláris kölcsönhatások a szomszédos média. Minden molekulák belsejében található folyadék térfogata, egységesen körülvéve szomszédos molekulák, ebben az esetben, a kapott összes ható erők ilyen molekulát átlagoljuk nullára. Másrészt, molekulánként, határ közelében található, a két közeg miatt inhomogenitás környezetben erő nem egyenlítik ki más molekulák folyadék.
Minden egyes molekula a folyadék a környező molekulák hatnak vonzóerő gyorsan csökken távolság (4.1 ábra).
A közötti arány minimális potenciális energia kinetikus energia és a közeg véletlenszerű hőmozgás megközelítőleg egyenlő kT. határozza meg annak lehetőségét, hogy létezik egy fizikai halmazállapot (4.2 ábra). .:
E min < E min >> kT - az anyag szilárd állapotban; E min »kT - az anyag folyékony állapotban. Ha r = r0 potenciális energia éri el a minimális értéket, amely megfelel egy stabil egyensúlyi állapotból a rendszer. Ha r Mivel egy bizonyos minimális távolság vonzóerő a molekulák között elhanyagolható. Ez a távolság (r ≈ m) a molekuláris akciórádiusz és a gömb sugara r - gömb molekuláris lépéseket. A felszíni molekulák a folyadék réteg, gömbök molekuláris műveleteket csak részben található a folyadékban ható erők befelé irányuló beömlésre úgynevezett molekuláris vagy belső. Molekuláris nyomás hat a test elhelyezett folyékony, mivel annak köszönhető, hogy ható erők csak a molekulák közötti a folyékony magának. Bruttó energia folyékony részecskék tagjai azok véletlenszerű termikus mozgás és potenciális energia miatt intermolekuláris erők. Ahhoz, hogy mozgassa a molekulákat a folyadék felülete olyan mélységig szükséges munka elvégzésére. Ez a munka rovására a kinetikus energia a molekulák, és megy növelve a potenciális energia. További potenciális energia a folyadék felületi réteg nevezett molekulák felületi energia. Mivel ez az energia # 916; E egyenesen arányos a talajfeiületre # 916; S. akkor: # 916; E = # 963; × # 916; S. ahol s az az együttható, a felületi feszültség a folyadék. definiáljuk, mint a felületi energia sűrűsége. Más szóval, a felületi feszültség - olyan érték arány egyenlő a végzett munka, hogy hozzon létre egy folyadékfelszín állandó hőmérsékleten, hogy a felület .Usloviem stabil folyékony egyensúly minimális felületi energia. Azt is ad hatalmat jellemző # 963;: együtthatója a felületi feszültség a folyadék # 963; a felületi feszültségi erő, amely egységnyi hossza a kontúr határoló a folyadék felszíne megfontolás alatt :. Ha megvizsgáljuk a folyadék felszínén egy kis szegmensét L hosszúságú. A felületi feszültség lehet hagyományosan ábrázolják szegmensek merőlegesen a kiválasztott intervallum (azaz, hasonlítanak „sebészeti varrás”, hogy „cut” a folyadék felszíne). Mértékegységek a felületi feszültség - newton per méter (N / m) vagy joule per négyzetméter (J / m 2). A legtöbb folyadék hőmérsékleten 300 K együttható a felületi feszültség a sorrendben - H / m. Növekvő hőmérséklettel a felületi feszültség csökken, ahogy egyre nagyobb közötti átlagos távolság a folyadék molekulák. Felületi feszültség függ lényegében a jelenlévő szennyezések (például hőmérsékleten 20 ° C-on vízben # 963; = 0,0725 N / m, a tejet # 963; = 0,05 N / m, és szappanos vízzel # 963; ≈ 0,04 N / m).
Kapcsolódó cikkek