| Т, К | ||||||
| V, дм3 | ||||||
| p, кПа |
| Т, К | ||||||
| V, дм3 | ||||||
| p, кПа |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:
Постройте на одном рисунке графики экспериментальных зависимостей логарифма давления от логарифма объема для обеих адиабат (указав на них начальные температуры).
Для каждой адиабаты определите по графику экспериментальное значение показателя, используя формулу 
.
Определите число степеней свободы молекулы газа, исследуемого в данной компьютерной модели, используя формулу (2).
Подберите распространенный газ, структура молекулы которого близка к наблюдаемой.
Запишите ответы и проанализируйте ответы и графики.
«политропный процесс».
В прямоугольном окошке «Функция» нажмите маркером мыши кнопку «Прямая».
Подведите маркер мыши к выделенной левой точке графика р = f (V) на экране монитора, нажмите левую кнопку мыши, и, удерживая ее в нажатом состоянии, переместите начало графика в точку с координатами (Р 1, V 1, Т 1), взятыми из табл. 1 для вашей бригады.
Аналогичным образом переместите выделенную крайнюю правую точку графика в точку с координатами (Р 20, V 20).
На мониторе щелкните мышью кнопку;в верхнем ряду кнопок, а в нижней части экрана кнопку «СТАРТ».
Нажмите два раза кнопку 4 в верхнем ряду кнопок и запишите в первый столбец таблицы два значения 
Q и Т.
Последовательно повторяя действия п. 5 20 раз, заполните табл. 2.
В прямоугольном окошке «Функция» нажмите маркером мыши кнопку «Парабола», проделайте измерения п. 2–6 и запишите результаты опытов в табл. 3.
В прямоугольном окошке «Функция» нажмите маркером мыши кнопку «Экспонента», проделайте измерения п. 2–6 и запишите результаты опытов в табл. 4.
ТАБЛИЦА 1. Начальные и конечные параметры для трех термодинамических процессов
| Бригада | ||||||||
| Р 1, кПа | ||||||||
| Р 20, кПа | ||||||||
| V 1, дм3 | ||||||||
| V 20, дм3 | ||||||||
| Т 1, К |
ТАБЛИЦЫ2, 3, 4. Результаты измерений температуры и количества выделения тепла в ходе термодинамического процесса расширения газа
Табл. 2, функция «прямая»
Табл. 3, функция «парабола»
Табл. 4, функция «экспонента»
Прямая
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 0,34 | 0,76 | 1,26 | 1,84 | 2,49 | 3,22 | 4,04 | 4,93 | 5,90 | 6,95 |
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 8,08 | 9,28 | 10,57 | 11,93 | 13,37 | 14,89 | 16,49 | 18,17 | 19,93 | 21,76 |
Парабола
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 0,49 | 1,11 | 1,84 | 2,68 | 3,61 | 4,64 | 5,74 | 6,91 | 8,15 | 9,44 |
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 10,77 | 12,14 | 13,53 | 14,95 | 16,37 | 17,79 | 19,21 | 20,60 | 21,97 | 23,31 |
Экспонента
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 0,88 | 1,91 | 3,05 | 4,25 | 5,50 | 6,79 | 8,09 | 9,40 | 10,71 | 12.01 |
| № опыта (i) | ||||||||||
| Ti | ||||||||||
| Ti – T 1 | ||||||||||
| ∆ Q | 13,31 | 14,60 | 15,89 | 17,16 | 18,43 | 19,68 | 20,93 | 22,18 | 23,41 | 24,64 |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
1. 1.Вычислите и запишите во вторую строку таблиц 2, 3, 4 разности температур Ti - T 1.
2. На миллиметровой бумаге или на листе в клетку формата А4 постройте по экспериментальным точкам графики в виде линейной зависимости 
от разности температур Ti - T 1 для трех исследуемых процессов. (Каждый график на отдельном листе!)
3. По тангенсу угла наклона прямой линии графика к оси разности температур, используя формулу 
, определите молярную теплоемкость политропического процесса и сравните ее с теоретическим значением, рассчитанным по формуле (7).
4. Рассчитайте работу газа в этих процессах по формуле
и сравните эти значения со значениями, указанными в нижнем окне монитора при p 20 и V 20.
5. Проанализируйте полученные результаты, сделайте оценку погрешности измерений.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Что такое параметры состояния системы?
2. Дайте определение равновесного состояния системы.
3. Какой процесс называется обратимым?
4. Что такое цикл?
5. Что такое уравнение состояния?
6. Для какого физического газа можно применить модель «идеальный газ»?
7. Какому уравнению подчиняется состояние идеального газа? Напишите его.
8. Дайте определение теплоемкости тела.
9. Дайте определение удельной теплоемкости.
10. Напишите формулу для теплоемкости при постоянном объеме.
11. Напишите формулу для теплоемкости идеального газа при постоянном давлении.
12. Что такое число степеней свободы? Чему оно равно для одноатомной молекулы?
13. Что такое показатель адиабаты?
14. Напишите формулу связи показателя адиабаты с числом степеней свободы молекулы идеального газа.
15. Дайте определение адиабатического процесса.
16. Напишите уравнение адиабатического процесса.
17. Дайте определение изопроцесса. Перечислите известные изопроцессы.
18. Напишите уравнение и нарисуйте PV -диаграмму изотермического процесса.
19. Напишите уравнение и нарисуйте PV -диаграмму изобарического процесса.
20. Напишите уравнение и нарисуйте PV -диаграмму изохорического процесса.
21. Сформулируйте закон Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы молекул.
22. Почему колебательная степень свободы молекулы обладает вдвое большей энергией, чем поступательная и вращательная?
23. В чем состоит качественная неравноценность между работой и теплообменом как формами передачи энергии?
24. Что такое внутренняя энергия идеального газа?
25. В результате каких процессов может изменяться внутренняя энергия идеального газа?
26. Что называется молярной теплоемкостью газа?
27. Почему C v больше, чем C p?
28. Покажите применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальных газах.
29. Чему равна работа изобарного расширения моля идеального газа при нагревании на 1 К?
30. Чему равна работа изохорного расширения моля газа при нагревании на 1 К?
31. Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется при постоянном давлении?
32. Температура газа в сосуде постоянна. Запишите на основе первого начала термодинамики соотношение между сообщенным количеством теплоты и совершенной работой.
33. Газ переходит из одного и того же состояния 1 в одно и тоже состояние 2 в результате следующих процессов: 1) изотермического; 2) изобарного; 3) изохорного; 4) адиабатного. Рассмотрев эти процессы графически, показать: 1) в каком процессе работа расширения максимальна? 2) в каком случае газу сообщается большее количество тепла?
34. Какой процесс называется политропным?
35. Показатель политропы n > 1. Нагревается или охлаждается идеальный газ при сжатии?
36. Определите, больше или меньше нуля молярная теплоемкость газа в термодинамическом процессе 
, если а) газ одноатомный; 2) газ двухатомный.