Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.В данной задаче Вам предстоит исследовать процессы адиабатного и изотермического сжатия и определить силу трения поршня о стенки шприца.
Примечание. Температуру и давление атмосферного воздуха, при необходимости, Вы можете узнать у организаторов.
Адиабатный и изотермический процесс можно описать уравнением
где
1.1 Установите поршень шприца на отметке
Нарисуй схему установки и представь, что происходит с давлением в момент быстрого сжатия и через некоторое время после него. Как изменится стрелка манометра сразу и после установления равновесия?
Проведи эксперимент так, чтобы зафиксировать два момента: максимальное отклонение стрелки при быстром ходе поршня и установившееся значение после релаксации. Обрати внимание на герметичность соединения и запас хода манометра.
- Соединяй шприц с манометром герметично и проверь нулевую точку манометра.
- Установи поршень на 50 мл и быстро сожми до ~45 мл, наблюдая манометр.
- Зафиксируй сразу максимум давления и затем установившееся (справочное) значение, повтори несколько раз для надёжности.
- Запиши для каждой попытки измеренные максимальное и установившееся давления.
1.2 Укажите, какое из двух значений давления соответствует адиабатному процессу, а какое – изотермическому.
Какое из двух зафиксированных давлений больше — мгновенный пик или установившийся уровень? Подумай, какой процесс протекает быстрее.
Учти, что при очень быстром изменении состояния теплообмен с окружающими стенками не успевает идти, а при медленном процессе температура успевает выровняться; это различие и определяет адиабатическое и изотермическое поведение.
- Сравни величины максимального давления и установившегося давления из измерений.
- Оцени время установки давления: быстрый отклик соответствует процессу без заметного теплообмена, медленное установление — с теплообменом.
- Сопоставь: большее (пиковое) значение относись к адиабатному сжатию, более низкое установившееся — к изотермическому, и запиши это соответствие.
1.3 Получите экспериментальные данные зависимости давления воздуха в шприце от его объёма для: а) адиабатического сжатия, б) изотермического сжатия.
Примечание. Так как адиабатический процесс должен протекать очень быстро, то вы не сможете за один ход поршня получить значения давления и объёма для нескольких экспериментальных точек. Для получения параметров каждой экспериментальной точки Вам необходимо будет выполнять отдельное сжатие. Каждое сжатие начинайте с установки поршня на отметку
Внимание!!! Очень важно!!!
При исследовании процессов сжатия нельзя допускать, чтобы стрелка манометра значительно выходила за верхний предел измерения. В противном случае для установки стрелки манометра на «ноль» необходима будет дополнительная коррекция, что затруднит Вам работу. Поэтому, при исследовании адиабатического процесса, наибольшее сжатия выполняйте до отметки