Определение отношения теплоемкостей газа методом Клемана-Дезорма

       которое характеризует адиабатический процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой dQ=0.

             9. Может ли случиться, что газ получает теплоту, а его внутренняя энергия уменьшается?

       Система обменивается теплом с окружающими  телами и совершает работу (положительную или отрицательную), то изменяется состояние системы, т. е. изменяются ее макроскопические параметры (температура, давление, объем). Так как внутренняя энергия U однозначно определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние системы, то отсюда следует, что процессы теплообмена и совершения работы сопровождаются изменением ΔU внутренней энергии системы.

             10. Изменяется ли внутренняя энергия идеального газа при изотермическом процессе?

       В изотермическом процессе температура  газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0.

       Первый  закон термодинамики для изотермического  процесса выражается соотношением Q=A

             11. Какое влияние на результат опытов может оказать наличие водяного пара в воздухе, которым наполнен баллон?

       Не  всякий процесс, проведенный в адиабатической оболочке, т. е. без теплообмена с  окружающими телами, удовлетворяет  этому условию. Примером неквазистатического процесса, в котором промежуточные состояния неравновесные, может служить расширение газа в пустоту. На рис. 3.9.3 изображена жесткая адиабатическая оболочка, состоящая из двух сообщающихся сосудов, разделенных вентилем K. В первоначальном состоянии газ заполняет один из сосудов, а в другом сосуде – вакуум. После открытия вентиля газ расширяется, заполняет оба сосуда, и устанавливается новое равновесное состояние. В этом процессе Q = 0, т.к. нет теплообмена с окружающими телами, и A = 0, т.к. оболочка недеформируемая. Из первого закона термодинамики следует: ΔU = 0, т. е. внутренняя энергия газа осталась неизменной. Так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, температуры газа в начальном и конечном состояниях одинаковы – точки на плоскости (p, V), изображающие эти состояния, лежат на одной изотерме. Все промежуточные состояния газа неравновесные и их нельзя изобразить на диаграмме.

       Расширение  газа в пустоту – пример необратимого процесса. Его нельзя провести в  противоположном направлении.

             12. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются функциями состояния?

             13. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются функциями процесса?

             14. Как изменяется энтропия при адиабатическом процессе? Ее статистический и термодинамический смысл?

       В термодинамике важную роль играет физическая величина, которая называется энтропией. Изменение энтропии в каком-либо квазистатическом процессе равно приведенному теплу ΔQ / T, полученному системой. Поскольку на любом участке адиабатического процесса ΔQ = 0, энтропия в этом процессе остается неизменной.

             15. Чему равна теплоемкость при изотермическом процессе?

       В процессе при постоянном объеме газ  работы не совершает: A = 0. Из первого  закона термодинамики для 1 моля газа следует Q_V = C_VΔT = ΔU.

       Изменение ΔU внутренней энергии газа прямо пропорционально изменению ΔT его температуры.

             16. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются аддитивными?

       Если  послепредельная величина пропорциональна  первой степени числа частиц, то её называют аддитивной. Примерами таких величин являются объем, энтропия, внутренняя энергия.

             17. Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются не аддитивными?

       Если  послепредельная величина пропорциональна  нулевой степени числа частиц, то её называют неаддитивной. Примерами таких величин являются давление, температура, химический потенциал.

             18. Что такое обратимые процессы?

       Обратимый процесс в термодинамике - процесс, который возможно осуществить в обратном направлении, последовательно повторяя в обратном порядке все промежуточные состояния прямого процесса. Обратимым процессом может быть только равновесный процесс. Реальные процессы, строго говоря, являются необратимыми процессами. 
 
 
 

 

1.ПРИЛОЖЕНИЕ

   Результаты  измерений 

   Измерение №1: 25.01.2011 14:12

   Разница давлений P1 - P0: 569 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 209 мм вод. ст. 

   Измерение №2: 25.01.2011 14:14

   Разница давлений P1 - P0: 556 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 214 мм вод. ст. 

   Измерение №3: 25.01.2011 14:16

   Разница давлений P1 - P0: 560 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 206 мм вод. ст. 

   Измерение №4: 25.01.2011 14:17

   Разница давлений P1 - P0: 601 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 212 мм вод. ст. 

   Измерение №5: 25.01.2011 14:18

   Разница давлений P1 - P0: 584 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 204 мм вод. ст. 

   Измерение №6: 25.01.2011 14:20

   Разница давлений P1 - P0: 568 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 220 мм вод. ст. 

   Измерение №7: 25.01.2011 14:21

   Разница давлений P1 - P0: 581 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 205 мм вод. ст. 

   Измерение №8: 25.01.2011 14:23

   Разница давлений P1 - P0: 325 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 119 мм вод. ст. 

   Измерение №9: 25.01.2011 14:24

   Разница давлений P1 - P0: 327 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 124 мм вод. ст. 

   Измерение №10: 25.01.2011 14:25

   Разница давлений P1 - P0: 340 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 115 мм вод. ст. 

   Измерение №11: 25.01.2011 14:26

   Разница давлений P1 - P0: 322 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 120 мм вод. ст. 

   Измерение №12: 25.01.2011 14:27

   Разница давлений P1 - P0: 315 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 118 мм вод. ст. 

   Измерение №13: 25.01.2011 14:28

   Разница давлений P1 - P0: 332 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 117 мм вод. ст. 

   Измерение №14: 25.01.2011 14:29

   Разница давлений P1 - P0: 345 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 117 мм вод. ст. 

   Измерение №15: 25.01.2011 14:29

   Разница давлений P1 - P0: 118 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 43,3 мм вод. ст. 

   Измерение №16: 25.01.2011 14:30

   Разница давлений P1 - P0: 121 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 40,3 мм вод. ст. 

   Измерение №17: 25.01.2011 14:31

   Разница давлений P1 - P0: 121 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 44,1 мм вод. ст. 

   Измерение №18: 25.01.2011 14:31

   Разница давлений P1 - P0: 121 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 45,6 мм вод. ст. 

   Измерение №19: 25.01.2011 14:32

   Разница давлений P1 - P0: 116 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 41,7 мм вод. ст. 

   Измерение №20: 25.01.2011 14:32

   Разница давлений P1 - P0: 114 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 43,9 мм вод. ст. 

   Измерение №21: 25.01.2011 14:33

   Разница давлений P1 - P0: 124 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 44,3 мм вод. ст. 

   Измерение №22: 25.01.2011 14:35

   Разница давлений P1 - P0: 296 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 104 мм вод. ст. 

   Измерение №23: 25.01.2011 14:36

   Разница давлений P1 - P0: 299 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 113 мм вод. ст. 

   Измерение №24: 25.01.2011 14:37

   Разница давлений P1 - P0: 270 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 103 мм вод. ст. 

   Измерение №25: 25.01.2011 14:38

   Разница давлений P1 - P0: 291 мм вод. ст.

  Разница давлений P2 - P0: 98,9 мм вод. ст. 

   Измерение №26: 25.01.2011 14:39

   Разница давлений P1 - P0: 278 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 100 мм вод. ст. 

   Измерение №27: 25.01.2011 14:40

   Разница давлений P1 - P0: 276 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 102 мм вод. ст. 

   Измерение №28: 25.01.2011 14:41

   Разница давлений P1 - P0: 289 мм вод. ст.

   Разница давлений P2 - P0: 100 мм вод. ст.