border=0

Bestimming fan Poisson's ferhâlding út 'e ôfhinging fan' e snelheid fan lûd yn gas op temperatuer troch de steande wagmethod

In lûdwelle is in searje gaskomsteling en seldsumens op in frekwinsje fan 20 oant 20 hertz De snelheid fan propagataasje fan in lûdwelle is ôfhinklik fan de eigenskippen fan de gas.
Besykje it miskien fan in kompresjepuls yn in gas. Stel dan in lyts plaat yn in gas. Nei it platen fan 'e plaat fan' e flugge beweging paralline oan har fleantúch, sille wy bewurking en, dêrmei, in ferhege drukfront yn 'e neistlizzende gasflater. Dizze druk feroarsake beweging fan 'e folgjende laach, en sa fierder. Kompresje en beweging sil oerbrocht wurde fan lizze oant lagen. In longitudinale kompresjepuls sil yn 'e gas oan' e rjochter fan 'e plaat útwreidzje. De útbrekking fan 'e puls is fanwege it oanwêzigens fan elastyske krêften dy't yn' e gas komme. Gases binne elastysk allinich yn termen fan voluminten en hawwe gjin elastisite yn relaasje nei skoaring. Dêrom sille allinich longitudinale ympulsen yn 't gas ferspriede. De propagatopsing fan 'e longitudinale puls yn' e gas kin berekkene wurde. Lit it kompresjepuls oerienkomme mei de ferheging fan tichtens op en hegere druk op . Fia it platfoarm S, perpendiculêr oan 'e rjochting fan propagaasje fan' e puls, yn 'e tiid diel fan 'e kompresje-puls passet wêrby c is de pulspropagaasingssnotheid (figuer 1).

fig.1

De massa fan gas lizzend oan 'e rjochter fan' e side S ferheget troch . Tagelyk wurdt in ympuls troch it webstee oerbrocht. .
Tagelyk, oan 'e lofterkant, wurket in krêft op it platfoarm. ,
sa as
,
dat
(1)
De snelheid fan beweging fan 'e kompresjepuls wurdt bepaald troch hoe't de tichteens fan it medium feroaret mei druk. De elastyske eigenskippen fan in gas binne temperatuerôfhinklik. Mei de snelle kompresje fan gas wurdt waarm frijlitten, wat gjin tiid hat om te ferbrekken nei de buorlju. Kompresje fan gas sûnder waarmteferbining is adiabatysk neamd. It adiabatyske proses yn gas wurdt beskreaun troch de Poisson-gearhing, nammentlik:

wêr - Poisson's ferhâlding.
Sûnt de tichtens is omkeard oanwêzich oan it volume, dan:
. (2)
Difference fan útdrukking (2) fine wy:
.
Yn it gefal fan lytse fersprate dan:
. (3)
De snelheid fan propagation fan kompresjepulsen (sjoch (1) en (3))
. (4)
Fan 'e Mendeleev-Clapeyron-gearhing Dat folget dat en it ferhâlding (4) kin fertsjintwurdige wurde as:
. (5)
Dit betsjut dat de fluggens fan propagation fan in kompresje (lûd) puls ferheegje yn ferhâlding mei de fjouwerkantwurker fan temperatuer.
Lûdwellen kinne beskôge wurde as in searje fan lytse kompresjepulsen, neifolgjend ien nei 't oare en propagearje op deselde snelheid. Lit it lûd útbreide yn in poar, waans trochslach minder is as de waanline, mar altyd net te dûn en hat glêde muorren. Under dizze betingsten bringe de muorren gjin signifikante ôfwizing yn. Se biede it útbrekken fan oscillaasjes by de pipe. As op ien ein fan 'e pij is in piston dy't harmonische oscillaasjes útfiert, dan ûntstiet in lûdwelle troch de gaskolom dy't yn' e pylk bewarre is, dy't flak beskôge wurde kin. As it twadde ein fan 'e pylen sletten wurdt mei in fêste wand, wurdt de lûdwelle fan dizze muorre reflektearre, en de faze fan' e deformaasjewelle sil itselde bliuwe, en de fazen fan 'e snelwelle sille feroarje nei (snelheid sil it teken feroarje nei it tsjinoerstelde).
As in wjerspegele welle oerlibbe wurdt op in reiswelle, kin in steande welle mei in ferdieling fan ferlieningen y foarmje:
(6)
wêr
A is de amplitude
- sirkulêre oszillaasjefrekwinsje,
- de lingte fan 'e reiswelle,
- posysje bepale koördinearjen
medium punten,
t is tiid.
As der gjin enerzjyferlies yn refleksje is, is in ferplichtingsknop altyd op it sletten ein fan 'e poar foarme. De ôfstân tusken benoantlike knooppunten of antynods is lyk oan de helte fan 'e lingte fan' e reiswelle. It feroarjen fan de stimulearjende frekwinsje krije steande wellen yn in sluten buis, as in inkel getal fan healwellen by it buis lizze. De snelheid fan klank wurdt bepaald troch de formule:
(7)
wêr
- Wellen> - natuerfrekwinsje fan 'e loftkolom,
lykas de frekwinsje fan twongen swimbingen.

Gerjingsbeschrijving

It mjitapparaat (2) bestiet út in >


fig.2

It sinjaal fan 'e generator feroarsake de oscillaasje fan' e membrane fan it tillefoan (6) en wurdt stjoerd nei it oscilloscope. De ôfstân tusken it tillefoan en it mikrofoan kin feroare wurde troch de knop (8). Tagelyk ferpleatst de handprekker oan 'e liedingskalinder (9).

Work performance

  1. Iepenje it wettertafel opsichtich iepenje dat it koeljen fan it tillefoan leveret (5). (Net te sjen yn it figuer).
  2. Inkele enerzjy- en oszilloskop fan AC; Wacht op it waarmjen - sawat 5 minuten en it opsetten fan de apparaten. Manipulaasjes 1 en 2 wurde makke troch in learaar of laboratoarium assistent.
  3. Op in bepaalde frekwinsje fan 'e generator is de handle (8) stadich ferpleatst. Tagelyk op it oszilloskoopskerm is in feroaring yn 'e amplitude fan oscillaasjes. Opmerkje al dy N-posysjes fan de hannelindeksje (8) wêryn de maksimale amplitude fan de oscillaasje beoardield wurdt. De gemiddelde ôfstân tusken twa neistlizzende posysjes fan de pointer is .

De heater wurdt ynskeakele en de operaasje "3" wurdt werhelle troch in temperatuerpunt fan 9-12 graden, de temperatuer opheft oant 110-120 grad Celsius. Tidens elke mjitting wurdt de lofttemperatuer yn 'e rûp as konstant mooglik hâlden. Om dit te dwaan is in rheostat ynfierd yn 'e elektryske circuit fan de heater. Sûnt yn 'e eksperimint sil de temperatuer lytser wurde, it wurdt begjin en oan' e ein fan 'e eksperimint mjitten en de gemiddelde wearde nimme.



(Hz)

N1
sjoch

N2
sjoch

N3
sjoch

CT
cm / s

  1. Troch de formule (7) berekkenje de flugge fan lûd.
  2. Stel in ôfhinklik grafyk wêr't T de temperatuer is taken op 'e Kelvin skaal.
  3. Kies de ferhâlding fan Poisson troch de formule (5).

Attitude nommen fan 'e plank .





Sjoch ek:

Meitsjen fan diffusionskoeffizienten fan damp fan in ienfâldich evaporate flüssigens yn loft

De stressstatus ûnder spanning-kompresje en de wet fan tangentiale ferpyldering

Bestimming fan 'e hjittens fan' e ferwâlding fan in lege flugge flüssigens fan 'e temperatuerôfhinklikens fan' e saturearre damp druk

Bestimming fan Poisson's ferhâlding troch de metoade fan Clement en Desormes

Determining fan it fakuümkomplekspompjen fage ôfhinklikens fan druk

Return to Table of Contents: Physics

2019 @ bibinar.info