DSCF6593

143

142

kran K₂ i odczekać kilka minut potrzebnych na to, aby temperatura powietrza, która nieco wzrosła podczas pompowania, zrównała się z temperaturą zewnętrzną T₀. Nadwyżka ciśnienia wynosi wówczas h_l. Stan gazu w naczyniu scharakteryzowany jest przez ciśnienie p_y = p₀ + h,, temperaturę T₀ i objętość V (obszar zakreskowany na rys. 38).

Jeśli otworzyć teraz na przeciąg 1 + 2 s kran K_u wówczas gaz zajmujący dotąd objętość V wypełni całą objętość naczynia V₀, a jego temperatura ulegnie obniżeniu do T_t. Przekrój rurki łączącej naczynie z atmosferą powinien być dostatecznie duży na to, aby zapewnić szybkie („niemal adiabatyczne”) rozprężenie; zarazem nie aż tak duży aby pojawiły się oscylacje gazu. Po kilku minutach temperatura powietrza w naczyniu ponownie zrówna się z temperaturą zewnętrzną T₀, a jego ciśnienie wzrośnie do p₂ = Po + h₂, gdzie h₂ jest nadwyżką pokazywaną przez manometr. Oczywiście h₂<h₂, ponieważ gaz zajmujący początkowo objętość V obecnie całkowicie wypełnia naczynie. Tabela 3 oraz rys. 39 przedstawiają schematycznie przebieg doświadczenia.

Rys. 39. Przebieg doświadczenia „we współrzędnych p, V'

Ponieważ Pi = Po + i P₂ = Po + ^2. ^t0 ostatnie wyrażenie można zapisać w postaci:

Tabela 3

Kolejność przemian występujących w doświadczeniu

Stan	Temperatura	Ciśnienie	Objętość
I. Kilka minut po dopompowaniu powietrza	T0	Pi =Po + *i	V
11. Po otwarciu kranu Kt	T,<T0	Po	1
III. Kilka minut po zamknięciu kranu AT,	T0	Pi - Po + h2	I

Jak widać w procesie można wydzielić przemianę adiabatyczną (I—>-11):

i izotermiczną (I—>-111);

PiV* = PoV*o

PiV=p₂V₀

(4)

(5)

Korzystając z rozwinięcia wyrażenia (1 + x)^a w szereg potęgowy (1+x)‘ = 1 +ax + ... i ograniczając się do liniowej części rozwinięcia - jest 10 przybliżenie uzasadnione małością x:

Po Po

Z równań 4 i 5 otrzymujemy

Pi

Po

otrzymujemy ze wzoru 8:

(6)

1 + (x- 1)^ = 1 + Po

xh₂

Po

(9)