Обработка полученных данных

1. Перенесите нужные значения давления и моментов времени, в которые они зафиксированы на вкладку Таблица окна Обработка данных(рис. 6). Для этого желтый вертикальный маркер устанавливается в нужном месте кривой (указатель мыши подводится к нужной точке графика и нажимается левая кнопка мыши). Данные, соответствующие пересечению маркера с зарегистрированной кривой, переносятся в таблицу нажатием на кнопку

«Ввод данных в таблицу»( ), располагающейся в правом верхнем углу графика.

Рис.6

2. Регистрацию точек на кривой следует проводить в той последовательности, которые соответствуют строкам в Таблице, т.е. 1, 2, 3. Перед записью в таблицу второй и третьей точки необходимо устанавливать маркер строки таблицы в свободную строку, в которую и будет произведена запись.

3. После заполнения всех трех строк на вкладке Таблица требуется вычислить значение γ на калькуляторе по формуле (3), округлить его до сотых и ввести в окно γ= □ в нижней части вкладки Таблица (рис. 6).

Внимание!Если при пользовании калькулятором Вы не пользуетесь ячейками памяти (М+ - вести значение в ячейку, MR - извлечь из нее), то округляйте промежуточные значения величин до третьего знака после

запятой!

Если значение γ вычислено в соответствии с данными таблицы верно, то окошко для ввода γ окрасится в зеленый цвет, станет активной кнопка над таблицей. Нажав эту кнопку, Вы переведете данные с вкладки Таблицана вкладку Статистика(рис.7). При повторных опытах значение у будет вычисляться автоматически на основании вносимых Вами на вкладку Таблица данных после нажатия кнопки

Рис 7.

4. На вкладке Статистика(рис.7) имеется таблица, в строках которой отображаются давление в точках 1, 2, 3 кривой p(t) (см. рис.3) и показатель адиабаты у. Последний столбец таблицы предназначен для ввода с клавиатуры времени процесса сжатия газа. Сохранение этого времени до этапа анализа полученных данных позволяет исключить из рассмотрения точки, когда сжатие газа осуществилось недостаточно быстро.

5. Для измерения времени сжатия газа установите первый маркер (зеленого цвета) на последнюю точку соответствующую давлению р* (подведите к этой точке указатель и нажмите правую кнопку мыши). Местом установки второго маркера может быть уровень давления 0.9 рг или какая-либо другая характерная точка кривой роста давления. Второй маркер (желтого цвета) устанавливается левой кнопкой мыши.

6. На основе сделанной записи зависимости давления от времени проведите анализ выполнения условия адиабатности процесса 1-2 (Δt_сж«Δt_тenл ) и квазистационарности процесса сжатия. Для этого оцените скорость движения поршня при сжатии газа и проанализируйте процесс остывания газа.

7. Для оценки скорости движения поршня в момент сжатия газа измерьте расстояние между его начальным и конечным положениями в цилиндре и разделите это расстояние на время сжатия, измеренное по кривой изменения давления газа. Для получения максимальной скорости движения поршня (оценка сверху) Вы можете отнести его перемещение к продолжительности линейной стадии роста давления. Сопоставьте полученное значение со скоростью звука, сделайте вывод о квазистационарности процесса сжатия и включите в отчет полученные результаты.

8. Остывание газа на второй стадии процесса происходит при постоянном объеме. Для оценки скорости этого процесса можно поступить следующим образом. Предположим, скорость изменения температуры линейно зависит от разности температуры газа Т и окружающей среды Т₃, которая совпадает с конечной температурой газа:

Решением этого дифференциального уравнения является функция

где Т_i— температура в любой точке процесса остывания, выбранной в качестве начальной. Поскольку для изохорного процесса давление прямо пропорционально температуре, из последнего соотношения следует:

где τ- постоянная времени процесса остывания.

В окне регистрации данных (окно с графиком зависимости давления

от времени) имеется кнопка , позволяющая аппроксимировать

выбранный участок графика экспоненциальной зависимостью рассматриваемого вида. Для того чтобы убедиться, что выбранная модель теплообмена достаточно хорошо описывает данные реального эксперимента и получить оценку постоянной времени этого процесса, с помощью двойного маркера выделите участок графика, соотвествующий уменьшению давления от уровня около 0.9 максимального (р₂) до уровня, примерно соотвествующего 1.1 р₃. Для установки первого маркера (зеленого цвета) на начальную точку выбранного участка подведите к этой точке указатель и нажмите правую кнопку мыши. Правая граница участка обозначается вторым маркером (желтого цвета), установка которого осуществляется левой кнопкой мыши. Вывод аппроксимирующей кривой иее уравнения осуществляется нажатием кнопки

Полученную таким образом оценку постоянной времени процесса

остывания газа следует сопоставить с временем сжатия газа.

9.Повторите эксперимент еще 4 раза, каждый раз заполняя ячейки на вкладке Таблица и отправляя результаты измерений в таблицу на вкладке Статистика. Стереть заполненные строки или очистить всю таблицу для внесения данных нового эксперимента можно, используя кнопку или на вкладке Таблица.

В нижней части таблицы на вкладке Статистикавыводится вычисленное автоматически среднее арифметическое значение показателя уравнения Пуассона.

и среднее квадратичное отклонение

от этого среднего при проведении серии п измерений.

Напомним, что для случайной величины измеренной nраз истинное значение с вероятностью 99% лежит в интервале

10. Если после заполнения таблицы на вкладке СтатистикаВы увидите, что одно из полученных значений У заметно отличается от остальных, проверьте, насколько время процесса сжатия для этой точки совпадает с аналогичным временем в остальных опытах. Если процесс осуществлен за больший по сравнению с остальными интервал времени, то следует повторить опыт, предварительно стерев строку в таблицу Статистика.