Учебный прибор по физике

.Л.абота1,ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ(57) Изобретение относится к определению свойств материалов, может бытьиспользовано в качестве учебногоприбора и позволяет повысить точность измерений. Это достигается тем,что измеритель давления 5 выполненв виде чашечного манометра, которыйразмещен внутри сосуда 1 и связан сатмосферой и нагнетателем воздуха 3посредством четырехпозиционного крана 2. 3 ил.Изобретение относится к учебнымприборам по физике, в частности, кучебным приборам для демонстрацииадиабатического процесса.Цель изобретения - повышение точности измерения отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме.На Фиг. 1 дан учебный прибор, общий вид; на Фиг. 2 - четырехпозиционный кран (исходное положение "О"),разрез; на фиг. 3 - то же, вид Ана Фиг. 2,Учебный прибор содержит стеклянный герметичный сосуд 1 с многопозиционным краном 2, связанный с сосудом нагнетатель воздуха 3 с краном 4,и измеритель давления 5, связанныйс многопозиционным краном 2. Многопозиционный кран 2 выполнен черырехпозиционным и соединен с нагнетателем воздуха 3, а измеритель давления 5 выполнен в виде чашечного манометра и расположен внутри сосуда 1. 25При этом чаша манометра связана снагнетателем воздуха, а его внешнееколено имеет отверстия 6 для сообщения с полостью сосуда 1.Четырехпозиционный кран 2 одновременно служит герметичной пробкойдля сосуда 1, На головке 7 четырехпоэиционного крана 2 нанесены метки"О" "1" "2" и "3", а на его корпусе " индекс, служащие для установкичетырехпоэиционного крана в соответствующее положение при измерениях.Нагнетателем воздуха 3 может служитьнебольшая резиновая груша. Размеручебного прибора по высоте не превышает 30 см,да Учебный прибор работает следующим образом, Головку 7 четырехпоэиционного крана 2 устанавливают в исходное положение "0" (фиг, 2). В этом положении нагнетатель воздуха 3 сообщается через четырехпоэиционный кран 2 с внешним коленом чашечного манометра 5, а череэ отверстия 6 с сосудом50 1, при этом чаша соединена с атмосферой.С помощью нагнетателя воздуха 3 увеличивают давление воздуха в сосуде 1 на 150-200 мм столба жидкости и поворотом головки 7 по часовой55 стрелке на 90 О устанавливают ее в положение "1", при котором нагнетатель воздуха 3 изолируется от внешнего колена чашечного манометра 5,следовательно, и от сосуда 1, Послевыравнивания температур.и установления постоянного избыточного давления,производят отсчет разностей уровнейЬ, жидкости в чашечном манометре,Дальнейшим поворотом головки 7на четверть оборота устанавливают еев положение "2". Сразу же после смещения головки 7 с положения "1" чашаманометра изолируется от атмосферыи сохраняется в таком состояниивплоть до положения "3", при которомснова внутреннее колено чашечногоманометра 5 соединяется с атмосферой. В положении "2" сосуд 1 соединяется каналом большего сечения сатмосферой и происходит адиабатическое расширение воздуха. Давление всосуде быстро падает до атмосферного (слышен хлопок выходящего воздуха), температура понижается от комнатной Т до некоторой Т, однакостолбик жидкости в измерительном колене манометра продолжает сохранятьпрежнее положение,Быстро переводят головку 6 четырехпозиционного крана иэ положения"2" в положение "3". Сосуд 1 приэтом изолируется, а измерительноеколено чашечного манометра 5 соединяется с атмосферой, Столбик жидкости плавно, беэ колебаний начинает сначала падать, а потом, с повышением температуры воздуха до комнатной, начинает плавно подниматься.При установившемся давлении (Рз) всистеме производят отсчет избыточного давления ЬПоследующим поворотом головки четырехпозиционного крана на 90 приоводят прибор в исходное состояние"О" и прибор готов к повторному измерению,Переход системы от первого состояния к второму представляет адиаба"тический процесс и к нему применимоуравнение Пуассона, которое можнозаписать в такой Форме:() ( Я )Рогде.= С /С- искомая величина,Процесс перехода иэ второго состояния в третье сопровождается изменением всех трех параметров состояния при неизменной массе газа и к нему применим закон Клайпейроиа:(4) Подставляя отношение температур из (2) и ДЧ иэд 24 в уравнение (1), и решая его относительно , получим приблиэительЬ= 1 с ---фЭ где к - постоянная прибора, равная Таким образом определяется по уравнению (3) отношение теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме..Благодаря гому, что манометрразмещен внутри сосуда и непосредственно связан с его полостью, устраняются искажения, имеющие место, например, при использовании П-образного манометра, расположенного вне сосуда, за счет сечения и толщины соединительных трубок конвекционных потоков воздуха и других факторов.Ввиду того, что необходимо знать иэ 30 менение объема системы при переходе из одного состояния в другое, а время выравнивания давления воздуха в сосуде с атмосферным меньше, чем установление столбика жидкости измерителя в нулевое полоЖение, переключение должно происходить быстро, что обеспечивается выполнением крана чеПосле адиабатического расширения канал крана, соединяющий сосуд с атмосферой, должен быть перекрыт и в этот момент сравнивают уровни жидкости в коленах манометра. Учебный прибор по физике, содержащий стеклянный герметичный сосуд с краном, связанный с сосудом нагнетатель воздуха с краном, и измеритель давления, связанный с краном сосуда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения теплоемкости воздуха при постоянном -давлении и постоянном объеме, кран сосуда выполнен четырехпозиционным и соединен с нагнетателем воздуха, а измеритель давления расположен внутри сосуда и выполнен в виде чашечного манометра, при этом его чаша связана с нагнетателем воздуха, а внешнее колено имеет отверстия для сообщения с полостью сосуда1469514 Составитель Т.ГригорянТехред Л,Сердюкова Корректор Л.Пилипенко Редактор М.Товтин Заказ 1361/55 Тираж 470 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101