Тема. ТЕПЛОЁМКОСТЬ ВОЗДУХА
Лабораторная работа 4.3
Определение молярной теплоёмкости воздуха при постоянном давлении
3.1. Цель работы
Измерить молярную теплоёмкость воздуха в стационарном потоке при различных значениях расхода газа
3.2. Теоретическое введение
Часто в технике используются потоки газа и жидкости в трубе; это могут быть газопроводы, или подача бензиновой смеси через жиклёры в цилиндры двигателя, или истечение газа в турбореактивном двигателе, или расширение хладоносителя в холодильнике.
Практический интерес представляет стационарное истечение газа или жидкости без теплообмена с окружающей средой. Если и сечение трубы не меняется, то давление Р остаётся постоянным по всей длине трубы. В этом случае механическая энергия Емех некоторой массы М газа или жидкости, находящихся в объёме V, равна:
(1)
Здесь U – скорость течения вещества, z – высота, на которой находится данное место потока. Заметим, что потенциальной энергией газа в поле тяжести Мgz часто пренебрегают.
В отсутствие теплообмена для идеального газа можно пренебречь механической энергией (1); такой процесс носит название процесса Джоуля-Томсона, и для него, как известно, вдоль трубы сохраняется не просто внутренняя энергия газа Е(Т), а энтальпия Н(Т):
(2)
Иными словами, для стационарного теплоизолированного потока газа для любой точки вдоль потока справедливо соотношение:
(3)
Заметим, что, с другой стороны, для теплоизолированного стационарного потока жидкости в силу её несжимаемости можно в формуле (3) опустить внутреннюю энергию Е(Т). Тогда, включив всю механическую энергию (1), соотношение (3) можно переписать в виде:
Разделив на массу М и вводя понятие плотности с, получаем так называемое уравнение Бернулли, которое помогает решить многие практические задачи для различных случаев стационарного течения жидкости:
(4)
Для достижения сформулированной в работе цели следует рассмотреть стационарный поток воздуха, который на ограниченной участке трубы нагревают в электрической печке постоянного тока от температуры Т2 до температуры Т1, т. е. на ДТ = (Т1 - Т2)оС (или Кельвинов), см. рис.1.
Рис. 1. Нагрев стационарного потока в печке
Напомним, что теплоёмкость некоторого количества вещества (обозначается символом С) - это физическая величина, численно равная количеству теплоты дQ, необходимому для нагревания этого количества вещества на 1 Кельвин (или на 1 градус Цельсия). Это определение означает, что теплоёмкость С можно вычислить, дифференцируя по температуре количество тепла дQ, переданное системе, если это количество тепла представлено как функция термодинамических (макроскопических) переменных: температуры, давления, объёма:
Теплоёмкость системы С пропорциональна количеству нагреваемого вещества. Поэтому различают и используют:
- удельную теплоёмкость с - если на 1 градус нагревается единица массы вещества (1 кг):
��Q = cmdT,
где m – масса нагреваемого вещества;
- молярную теплоёмкость – если на 1 градус нагревается 1 моль вещества:
��Q = ��dT
где н – число молей нагреваемого вещества.
Очевидно, что
C =
Теплоёмкости, как и количество теплоты, переданного газу, являются функцией процесса, протекающего в системе, т. е. существенно зависят от условий, в которых происходит нагрев. Нижний индекс у символа теплоёмкости («P» или «V») указывает параметр, который остаётся постоянным в данном процессе.
Известно, что теплоёмкость при постоянном давлении всегда больше, чем при постоянном объёме. Это объясняется тем, что при нагревании вещества в изохорических условиях (V = const) всё поступающее в систему тепло дQ идёт на увеличение температуры (увеличение внутренней энергии системы dU)
В соответствии с первым началом термодинамики:
��Q = dU + PdV
находим:
при V= const =>dV =0, ��Q = dU => ��Q = dT=> =
В изобарических условиях (p = const) из поступающего в систему тепла только часть идёт на нагрев, другая часть идёт на совершение работы дА против внешних сил (при расширении газа).
Таким образом, при p = const
��Q = dU + ��A => ��Q = + R
Формула носит название соотношения Майера.
Откуда и следует, что Ср > Cv.
Известно, что теплоёмкости газовых систем определяются структурой тех молекул (или атомов), из которых состоит газ, а именно6 от числа степеней свободы i этих молекул (атомов).Причина этого заключается в том, что по закону равнораспределения энергии по степеням свободы на каждую степень свободы молекулы в состоянии термодинамического равновесия приходится энергия kT/2. Поэтому чем больше степеней свободы у молекулы, тем больше требуется тепла, чтобы нагреть одну молекулу до температуры Т. Напомним, что числом степеней свободы называется минимальное число параметров, которые полностью определяют конфигурацию физической системы (в данном случае – молекулы) в пространстве.
В интервале температур от 300 К до 1500 К число степеней свободы i равно:
- i = 3 для одноатомных газов;
- i = 5 для двухатомных газов;
- i = 6 для многоатомных газов.
Для идеального газа имеем:
где: i –число степеней свободы молекул газа;
R – универсальная газовая постоянная;
m – масса газа;
м – его молярная масса.
В данной работе нас будут интересовать молярные теплоёмкости Сv и Сp которые можно определить соотношениями:
,
(5)
где Е=Е(Т) и Н=Н(Т) – соответственно, внутренняя энергия и энтальпия одного моля газа.
Для описания стационарного течения газа нужен ещё параметр, который характеризует объём (количество) газа, протекающего по трубе. Этим параметром является так называемый расход газа л:
(6)
где dV – объём газа, проходящего через любое сечение трубы за dt секунд.
Струя воздуха при стационарном течении проходит через нагреватель с постоянной по величине скоростью. Скорость протекания можно менять, меняя расход газа л.
Количество тепла дQ, которое производится электрической печкой определим по закону Джоуля-Ленца:
дQ = IUdt, где IU = W – мощность электрической печки. (7)
Тепло дQ идёт на увеличение энтальпии dH и частично теряется; обозначим тепловые потери символом дQо.
Тогда по определению молярной теплоёмкости (5) можно записать уравнение теплового баланса (закон сохранения энергии):
Wdt – дQo = Cpdн(Т1 - Т2), (8)
где dн – число молей воздуха, которые протекают через нагреватель за время dt и нагреваются на (Т1 - Т2) – разность температур на выходе (Т1) и на входе (Т2)печки. Определим мощность тепловых потерь соотношением:
qo = дQо /dt. (9)
Тогда уравнение (8) запишется в виде:
W = Cp(dн/dt)(T1 – T2) + qо (10)
Учитывая, что (dн/dt) = (сл)/м и ДТ = (Т1 - Т2), перепишем (10) в виде:
(11)
Здесь символом м обозначена молярная масса газа.
Изучив уравнение (11), можно получить искомое значение молярной теплоёмкости воздуха Ср при постоянном давлении.
3.3. Описание экспериментальной установки
Идея эксперимента
В основе эксперимента, как было отмечено, лежит уравнение (11), в котором величина qo обозначает мощность неконтролируемых неизвестных тепловых потерь. Сделаем предположение, что qo не зависит от расхода воздуха л. Тогда, если производить нагрев последовательно увеличивающегося количества воздуха (различные л) на одну и ту же величину ДТ за 1 секунду, то на это потребуется последовательно возрастающее значение электрической мощности печки W: формула (11) обнаруживает линейную зависимость между W и л, а значения qo не меняют углового коэффициента прямой tgг = (ДW/Дл) (см. рис. 2) и могут только поднять или опустить график прямой параллельно самой себе.
Рис. 2. Графический метод определения теплоёмкости
Используя для воздуха уравнение идеального газа, преобразуем (11) к виду:
(12)
Следовательно, измеряя угловой коэффициент tgг = (ДW/Дл) линейной зависимости (12) W= W(л), получаем расчётную формулу для молярной теплоёмкости воздуха при постоянном давлении:
(13)
Следует только подчеркнуть, что tgг следует рассчитывать как отношение размерных катетов, как это показано на рис. 2.
Используя уравнение Майера Ср – Cv = R и выражение для теплоёмкости
где i – число степеней свободы молекулы, находим теоретическое значение для молярной теплоёмкости воздуха при постоянном давлении :
Это значение соответствует числу степеней свободы i = 5, поскольку воздух – это смесь нескольких газов, большей частью двухатомных молекул О2 (23,10 %), N2 (75,5 %), для которых i = 5. Трёхатомные молекулы углекислого газа СО2в силу линейности своей структуры тоже имеют 5 степеней свободы, а содержание паров воды Н2О в воздухе обычно незначительно.
Рис.3. Общий вид лабораторного комплекса ЛКТ-2
Установка для проведения эксперимента
В эксперименте используют модули ЛКТ-2 (рис. 3):
- калориметр газовый (3) для нагревания потока воздуха;
- автоклав-манометр (калиброванный как расходомер) для контроля стационарного расхода воздуха л;
- регулятор (6) величины расхода воздуха, создаваемого компрессором;
- измерительный блок ИСТ-4К ((7) на рис. 3, рис.4 ).
Рис. 4. Передняя панель измерительной системы ИСТ-4К
Итак, для расчёта искомой величины Ср/R требуется задать и измерить следующие величины, значения которых контролируются с помощью блока ИСТ-4К:
- I – силу тока в нагревательной сети;
- U – напряжение в нагревательной сети;
- Тнач – температуру воздуха в нагревателе при включённом компрессоре(тумблер компрессора на правой стороне блока ЛКТ-2 в положении «Вкл» и выключенной системе нагрева (тумблер питания на блоке ИСТ-4К в положении «Выкл»);
- ДТ - разность температур на выходе и входе нагревателя при включённом компрессоре(тумблер компрессора на правой стороне блока ЛКТ-2 в положении «Вкл» и включенной системе нагрева (тумблер питания на блоке ИСТ-4К в положении «Вкл»);
- л –расход воздуха, создаваемый компрессором.
- Сила тока I измеряется амперметром (показания дисплея) на блоке ИСТ-4К в положении переключателя S измерительной системы «I1».
- Напряжение U измеряется вольтметром (показания дисплея) на блоке ИСТ-4К в положении переключателя S измерительной системы «U1».
- Тнач измеряется по показаниям термометра (показания дисплея) на блоке ИСТ-4К в положении переключателя S измерительной системы «Т2» при включённом компрессоре(тумблер компрессора на правой стороне блока ЛКТ-2 в положении «Вкл» и выключенной системе нагрева (тумблер питания на блоке ИСТ-4К в положении «Выкл»). В данной установке термометр показывает температуру в градусах Цельсия.
- Разность температур ДТ в лабораторной установке поддерживается автоматически системой термостатирования. При известной (измеренной) температуре на входе нагревателя Т2(по показанию термометра, переключатель 2 на рис. 4) достаточно установить требуемое значение температуры на выходе из нагревателя Т1 и система термостатирования будет варьировать напряжение в сети нагревателя до тех пор, пока не установит нужную разность температур ДТ. Полезно провести две серии экспериментов при значениях ДТ близких к 30К и 50К.
- Расход воздуха л устанавливается (задаётся) по показанию водяного манометра, входящего в состав реометра. Калибровка манометра, т. е. соответствие его показаний(разность уровней воды в трубке при включённом и выключенном компрессоре Дh = h –ho) расходу воздуха л, определяемому этой разностью Дh, считается известной (см. ниже). Нужное для выбранной величины л значение Дh устанавливается ручкой на правой стороне блока ЛКТ-2, регулирующей работу компрессора (6 на рис. 3), или (и) верхним штуцером на блоке автоклава.
Калибровка манометра:
ho= 25 мм Дh = h - ho
h = 55 мм => Дh = 30 мм => л = 28,6 мл/с
h = 85 мм => Дh = 60 мм => л = 43,8 мл/с
h =115 мм => Дh = 90 мм => л = 55,6 мл/с
h =145 мм => Дh =120 мм => л = 66,5 мл/с
h =195 мм => Дh =170 мм => л = 84,1 мл/с
3.4. Порядок выполнения работы
и обработки экспериментальных данных
- Включите измерительную систему тумблером «Сеть» на блоке ИСТ-4К. Включите компрессор (тумблер компрессора на правой стороне блока ЛКТ-2 переведите в положение «Вкл») и убедитесь в возможности регулировки расхода газа (по показаниям водяного манометра), вращая ручку на правой стороне блока ЛКТ-2 и верхний штуцер на блоке автоклава. Измерьте Тнач. Для этого, не включая нагревательную систему (тумблер питания на блоке ИСТ-4К в положении «Выкл»), измерьте термометром значения Т1нач и Т2нач (по показаниям дисплея в положении переключателя измерительной системы соответственно «Т1» и «Т2», где температура указана в градусах Цельсия). Примите Тнач(К) = 273 + (Т1нач + Т2нач)/2. Установите (в соответствии с калибровкой) нужный расход воздуха л. Для этого установите нужное для данного расхода значение уровня воды h в трубке манометра ручкой на правой стороне блока ЛКТ-2 и штуцером на блоке автоклава. В первом опыте h= 55 мм => Дh = 30 мм => л = 28,6 мл/с. При выключенном нагревателе регулятором термостата «Т1» установите нужное значение температуры на выходе струи. В первой серии экспериментов значение ДТ = (Т1 – Т2 ) должно быть близко к 30оС. При работающем компрессоре включите нагревательную установку тумблером «Вкл» на блоке ИСТ-4К. Через несколько секунд после включения нагревательной установки начнётся рост температуры Т1, о чём свидетельствует горящая зелёная лампочка. Этот рост будет продолжаться до тех пор, пока не сработает система термостатирования, которая зафиксирует постоянное значение температуры Т1 и, соответственно, заданное значение ДТ. Установление режима термостатирования фиксируется зажиганием красной лампочки на передней панели установки. В режиме термостатирования светятся оба индикатора. После того, как красная лампочка зафиксирует наступление режима термостатирования (стационарный режим), ещё раз проверьте температуру Т2 (по показанию термометра). Регулятором Т1 можно аккуратно «подстроить» нагревательную систему на нужное значение ДТ. Измерьте силу тока I амперметром и напряжение U вольтметром. Рассчитайте по полученным значениям силы тока I и напряжения U величину мощности тока W. Занесите полученные результаты h, л, T1, T2, I, U, W в таблицу 1 (серия 1). Измените (в соответствии с калибровкой манометра) значение расхода воздуха л(h = 85 мм, h =115 мм, h = 145 мм, h = 195 мм) и проведите измерения и расчёт величин T1, T2, I, U, W (пп. 5- 10) ещё 4 раза и занесите результаты в таблицу 1.
Таким образом, закончена первая серия экспериментов при одинаковом ДТ = 30оС и пяти различных значениях л.
Серия 1. ДТ≈30оС Таблица 1
| ||||||||||||||||||||||||||
Для проведения измерений во второй серии измените величину ДТ (см. п.5). Во второй серии экспериментов значение ДТ = (Т1 – Т2) должно быть близко к 50 градусам.
Проведите серию экспериментов (пять) с теми же значениями расхода воздуха л, что и в первой серии. Для этого при новом значении ДТ повторите пп. 4 -10для пяти различных значений л. Занесите данные второй серии в таблицу 2. (серия 2).
Серия 2 ДТ≈50оС Таблица 2
| ||||||||||||||||||||||||||
При обработке полученных результатов для получения искомого значения теплоёмкости воздуха, как следует из формулы (13) и рис. 2, необходимо нанести экспериментальные точки в координатах W, л; при этом абсциссы точек лi (i = 1, 2, 3, 4, 5) и соответствующие им значения ординат Wi (i = 1, 2, 3, 4, 5) берутся из Таблицы 1. Значения лi занимают 3-ю строчку Таблицы 1, в значения Wi вычисляются как произведения IЧU значений, выбранных автоматом при термостатировании. Вычисление углового коэффициента tgг = ДW/Дл (см. Рис. 7) и подстановка его в (13) даёт искомый результат.
Легко оценить и погрешность измерения, учитывая, что относительная случайная ошибка измерения теплоёмкости, как это следует из (13) равна относительной случайной ошибке измерения углового коэффициента
(14)
Числовое значение теплоёмкости составляет величину
<Cp/R> = 3,0 ч 3,1
с погрешностью, оценённой по формуле (14), которая должна составлять величину, не превышающую 10 %.
Окончательный результат представить в виде
Cp/R = < Cp/R> ± < ДCp/R>;
дсист =______%
Обсуждение полученных результатов
Уже отмечалось, что воздух – это смесь нескольких газов, большей частью двухатомных молекул О2 (23,10%), N2 ( 75,5%), масса которых составляет более 98% от массы всего газа, то содержанием других молекул(углекислого газа СО2, например) и паров воды можно пренебречь
Значения теплоёмкости, приведённые в справочнике «Физические величины», дают для газов, входящих в состав воздуха, числовые значения: Ср(газ О2) = 29,38 Дж/моль. К, Ср(газ N2)= 29,12Дж/моль. К, что даёт в единицах R (R = 8,31 Дж/моль. К): Ср (газ О2) = 3,54; Ср (газ N2) = 3,50, что соответствует теоретическому предсказанию.
Полученный числовой результат <Cp/R> оказывается несколько заниженным по сравнению с ожидаемым. Следовательно, нужно искать причину систематической ошибки методики.
Во-первых, следует обратить внимание на то, что на рис.2 последняя экспериментальная точка (наибольший расход л) как бы «выпадает» из общей линейной зависимости. Это показывает, что для больших значений л потери qo начинают зависеть от л, и учёт этой точки занижает величину углового коэффициента tgг (см. рис. 2). Эту точку следует исключить и оценить новое значение углового коэффициента tgв, который увеличивает значение теплоёмкости на 7 ч 10 %.
Во-вторых, исходная формула (8) не учитывает того факта, что нагреваемые тела расширяются, и термические коэффициенты расширения газов в 150 раз больше аналогичных коэффициентов твёрдых тел. Правая часть формулы (8) записана так, как это следует писать для твёрдых тел:
(8)
С учётом этих обстоятельств выведем формулу для расчета величины Ср/R с учётом термического расширения воздуха (рис.1) для случая, когда ДТ = Т1 – Т2. не мало по сравнению с Т2. Уточним условия стационарности воздушного потока: нагрев воздушного потока от температуры Т2 до температуры Т1 осуществляется в процессе протекания воздуха по каналу постоянного сечения с постоянным расходом л, следовательно в процессе измерений и их обработки можно считать:
- давление в потоке воздуха р = const;
- расход воздуха л = const;
- распределение температуры внутри нагревателя не меняется со временем, но температура является функцией координаты х, т. е. Т= Т(х);
- нагрев происходит на величину ДТ = Т1 – Т2 = const, которая, вообще говоря, не является пренебрежимо малой по сравнению с Т2.
Поэтому следует рассматривать малый элемент объёма дV, который будет продвигаться вдоль оси х (в соответствии с заданным расходом л), получая порцию тепла дq(x) на участке длиной dx, причём следует учесть, что любой объём будет расширяться в соответствии с ростом температуры.
Используя дополнительную гипотезу локального термодинамического равновесия, подразумевая, что все релаксационные процессы, проходящие в любом элементе объёма газа, протекают со скоростью, значительно превышающей скорость течения воздушного потока:
P = ��(x)∙RT(x) (15)
где - количество молей в единице объёма.
Эта формула является следствием того, что температура растёт с ростом х, а давление р остаётся постоянным. Тогда значение дq(x) можно найти с помощью формулы:
��q(x) =
(16)
где использовано понятие плотности молей.
Учитывая, что dV/dt=л и используя формулу (15), находим:
��q(x) =
Величину дQ получим интегрированием дq(x) по всей длине нагревателя:
Следовательно, закон сохранения энергии нам даёт:
Сокращая dt, получаем уточнённую расчётную формулу вместо (12):
(17)
Процесс нагревания, таким образом, в данном случае является нелинейным. Однако, поскольку Т1 = Т2 + ДТ, то в случае (ДТ/Т2) << 1, логарифм можно разложить в ряд и ограничиться первым слагаемым суммы:
)
Тогда формула (17) примет вид формулы (12). Итак, корректная расчётная формула для теплоёмкости имеет вид:
(18)
где Т2 означает температуру на входе в печку, а Т1 – конечную температуру на выходе из печки.
Коррекция углового коэффициента в соответствии с первым замечанием и использование для расчёта формулы (18) вместо (13) позволяет, таким образом, устранить систематическую ошибку.
Библиографический список
а) основной
1. Курс общей физики (В 5 книгах) Кн.3. Молекулярная физика и термодинамика. М.: Астрель, 2003.
2. . Курс общей физики. Часть IV. Начала термодинамики и статистической физики. М.: Изд. МГГУ, 1999.
3. , . Физика. Обработка результатов измерений при выполнении лабораторных работ: Учеб. пособие. М.: МИСиС. 2007. 108 с.
б) дополнительный
4., . Молекулярная физика. СПб, М.: Лань, 2008.
Контрольные вопросы
- Первое начало термодинамики как закон сохранения энергии. Абсолютная температура и её связь с внутренней энергией термодинамической системы. Понятие теплоёмкости, её зависимость от вида термодинамического процесса для идеальных газов. Число степеней свободы и закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Уравнение состояния идеального газа.
Приложение
Тесты к лабораторной работе 4.3
- В работе рассматривается:
а) стационарное течение воздуха без теплообмена с окружающей средой;
б) стационарное течение воздуха с теплообменом с окружающей средой;
в) нестационарное течение воздуха без теплообмена с окружающей средой;
г) нестационарное течение воздуха с теплообменом с окружающей средой;
д) квазистационарное течение воздуха с теплообменом с окружающей средой.
- В отсутствие теплообмена с окружающей средой при течении идеального газа сохраняется:
а) только кинетическая энергия;
б) только потенциальная энергия;
в) только внутренняя энергия;
г) полная механическая энергия;
д) энтальпия
- Уравнение Бернулли для стационарного течения газа или жидкости
а)
б)
в)
г)
д)
- Если Е – внутренняя энергия, а Н – энтальпия, то
а)
б)
в)
г)
д)
- Если Е – внутренняя энергия, а Н – энтальпия, то
а)
б)
в)
г)
д)
- Расходом газа �� называется
а) ��=
б) ��=
в) ��=
г) ��=
д) ��=
- В работе предполагается, что мощность тепловых потерь
а) зависит от расхода воздуха линейно;
б) зависит от расхода воздуха квадратично;
в) не зависит от расхода воздуха;
г) пренебрежимо мала;
д) даёт неконтролируемую погрешность
- Угловой коэффициент tg��=
а) Дж/
б) Н/
в) Дж/
г) Вт/
д) Н/
- Для теплоёмкостей при постоянном давлении и при постоянном объёме справедливы соотношения
а)
б)
в)
г)
д)
- Соотношение Майера имеет вид
а)
б)
в)
г)
д)
- Число степеней свободы
а) i=3 для одноатомного газа
б) i=3 для двухатомного газа
в) i=5 для одноатомного газа
г) i=6 для двухатомного газа
д)
- Теплоёмкость газа при постоянном давлении связана с числом степеней свободы соотношением
а)
б)
в)
г)
д)
- Теплоёмкость газа при постоянном объёме связана с числом степеней свободы соотношением
а)
б)
в)
г)
д)
- Удельная теплоёмкость системы измеряется в
а)
б)
в)
г)
д)
- В теории данной работы предполагается, что внутри нагревателя распределение температуры
а) зависит от времени
б) зависит от координаты х
в) зависит и от времени, и от координаты
г) не зависит ни от времени, ни от координаты
д)меняется неконтролируемым образом
- Газовый калориметр используется
а) для измерения расхода воздуха
б) для нагревания потока воздуха
в)для контроля стационарного расхода воздуха
г) для регулирования расхода воздуха
д)
- Автоклав-манометр используется
а) для измерения расхода воздуха
б) для нагревания потока воздуха
в)для контроля стационарного расхода воздуха
г) для регулирования расхода воздуха
д)
- Разность температур в лабораторной установке
а) поддерживается автоматически системой термостатирования
б) поддерживается вручную регулировкой тумблера питания
в)изменяется случайным образом
г) даёт систематическую погрешность
д)
- Калибровка манометра устанавливает связь между
а) разностью уровней воды в трубке ��h и температурой Т
б) разностью уровней воды в трубке ��h и расходом воздуха ��
в)расходом воздуха �� и температурой Т
г) разностью уровней воды в трубке ��h и разностью температур ��T
д)��Т
- В первой серии экспериментов
а) ��Т =
б) ��Т =
в) ��Т =
г) ��Т =
д) ��Т =
- Во второй серии экспериментов
а) ��Т =
б) ��Т =
в) ��Т =
г) ��Т =
д) ��Т =
- Значения мощности печи определяются
а) по силе тока и разности температур
б) по разности температур и расходу воздуха
в) по напряжению и расходу воздуха
г) по силе тока и напряжению
д) по силе тока и расходу воздуха
- По результатам эксперимента строится график
а)W(T)
б) ��(T)
в) W(��)
г) W(��T)
д)
- Относительная случайная ошибка теплоёмкости
а) равна относительной случайной ошибке углового коэффициента
б)вдвое больше относительной случайной ошибки углового коэффициента
в) вдвое меньше относительной случайной ошибки углового коэффициента
г) втрое больше относительной случайной ошибки углового коэффициента
д) втрое меньше относительной случайной ошибки углового коэффициента
- Погрешность эксперимента не должна превышать
а)1%
б) 2%
в) 5%
г) 10%
д)
- В результате эксперимента определяется
а)
б)
в)
г)
д)
- Расход воздуха в эксперименте можно изменить
а) меняя силу тока
б) меняя температуру
в) в соответствии с калибровкой манометра
г) в соответствии с установленной разностью температур
д) в соответствии с температурой
- Измерительный блок ИСТ-4К не контролирует
а) силу тока в нагревательной сети
б) напряжение в нагревательной сети
в) теплоёмкость газа
г) разность температур на входе и выходе нагревателя
д) расход воздуха, создаваемый компрессором
- Измерительный блок ИСТ-4К не контролирует
а) силу тока в нагревательной сети
б) напряжение в нагревательной сети
в) температуру воздуха в нагревателе
г) угловой коэффициент tg��
д) расход воздуха, создаваемый компрессором
- для воздуха
а)
б)
в)
г)
д)
- для воздуха
а)
б)
в)
г)
д)
- Если для воздуха 3,5R, то
а)
б)
в)
г)
д)
- При совершении работы 300 Дж система получила 700 Дж тепла. Чему равно приращение внутренней энергии?
а)1000 Дж
б) 200 Дж
в) 500 Дж
г) 400 Дж
д)
- Система получила 1 кДж тепла и совершила работу 400 Дж. На сколько изменилась её внутренняя энергия?
а)увеличилась на1000 Дж
б) увеличилась на 600 Дж
в) увеличилась на 1,4 кДж
г) уменьшилась на 400 Дж
д)
- Газ в цилиндре теплоизолирован. Его теплоёмкость
а)С=0
б) С бесконечно велика
в) С
г) С
д) С
- Газ в цилиндре медленно расширяется. Его теплоёмкость
а)С=0
б) С бесконечно велика
в) С
г) С
д) С
- Газ в цилиндре находится под тяжёлым поршнем. Его молярная теплоёмкость
а)С=0
б) С бесконечно велика
в) С
г) С
д) С
- 38 Газ находится в плотно закрытом цилиндре. Его молярная теплоёмкость
а)С=0
б) С бесконечно велика
в) С
г) С
д) С
- Расход газа в эксперименте составляет 50 мл/с. За 5 с при плотности воздуха 2 кг/
а)С=0
б) С бесконечно велика
в) С
г) С
д) С
- Воздушный пар находится в закрытом сосуде. Какова его молярная теплоёмкость?
а)С=3R
б) С=3,5R
в) С
г) С
д) С
- Газ получил 200 Дж тепла в изотермическом процессе. Найти работу газа.
а) 0
б) 100 Дж
в) 200 Дж
г) 400 Дж
д) 500 Дж
- 1 моль двухатомного газ получил 900 Дж тепла в изобарных условиях. Найти работу газа.
а) 0
б) 100 Дж
в) 200 Дж
г) 400 Дж
д) 700 Дж
- 1 моль двухатомного газ получил 900 Дж тепла в изобарных условиях. Найти изменение внутренней энергии газа.
а) 0
б) 100 Дж
в) 200 Дж
г) 400 Дж
д) 700 Дж
- 1 моль двухатомного газ получил 700 Дж тепла в изохорных условиях. Найти работу газа.
а) 0
б) 100 Дж
в) 200 Дж
г) 500 Дж
д) 700 Дж
- 1 моль двухатомного газ получил 700 Дж тепла в изохорных условиях. Найти работу газа.
а) 0
б) 100 Дж
в) 200 Дж
г) 500 Дж
д) 700 Дж
- Газ в адиабатическом процессе совершил работу 200 Дж. Как изменилась его внутренняя энергия?
а) увеличилась на 400 Дж
б) уменьшилась на 400 Дж
в) увеличилась на 200 Дж
г) уменьшилась на 200 Дж
д) не изменилась
- Газ находится в закрытом сосуде при 300 К. До какой температуры следует нагреть газ, чтобы его давление увеличилось вдвое?
а) 400 К
б) 500 К
в) 600 К
г) 900 К
д) 1000 К
- Газ находится в сосуде под поршнем при 300 К. До какой температуры следует нагреть газ, чтобы его объём увеличился вдвое?
а) 400 К
б) 500 К
в) 600 К
г) 900 К
д) 1000 К
- Газ при постоянной температуре расширился вдвое. Как изменилось давление газа?
а) увеличилось вдвое
б) уменьшилось вдвое
в) увеличилось в 4 раза
г) уменьшилось в 4 раза
д) не изменилось
- При адиабатическом сжатии двухатомного газа совершена работа 500 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа?
а) увеличилась на 500 Дж
б) уменьшилась на 500 Дж
в) увеличилась на 250 Дж
г) уменьшилась на 250 Дж
д) не изменилась
