МАСТЕР-КЛАСС. Проводим эксперимент по определению показателя адиабаты. Часть 1.

[VPD]

Из уважения к топик-стартеру, скачайте его статью и внимательно прочтите, прежде чем будете что-то оппонировать.Я не рекламное бюро. И мне не интересны те читатели, которых надо заинтересовывать изучать физику.
Еще один умник. Какая связь между количеством исследуемого газа и показателем адиабаты? Это не критика, это - тупость.Все написано в моей статье.

Ваш  ответ отчётливо показывает, что Вам  оппоненты - не нужны.

[Петр Иванович]

Ваш  ответ отчётливо показывает, что Вам  оппоненты - не нужны.

Мой ответ отчётливо показывает, что я готов к диспуту с ПОДГОТОВЛЕННЫМ оппонентом, который хотя бы знает, чему именно он собирается оппонировать.

[evilimp]

Из уважения к топик-стартеру, скачайте его статью и внимательно прочтите

Петр Иванович, проясните пожалуйста смысл фразы в Вашей статье: "Соответствие величины давления закону Бойля-Мариотта при измерении манометром ДМ-15-100-1-G не превышало ±4%, преобразователем давления Д2,5 – ±1%.".

Сразу скажу, что я без особого трепета отношусь к античным газовым измерениям и ритуальным действиям студентов, посвященным памяти Клемана-Дезорма. 

[Петр Иванович]

Петр Иванович, проясните пожалуйста смысл фразы в Вашей статье: "Соответствие величины давления закону Бойля-Мариотта при измерении манометром ДМ-15-100-1-G не превышало ±4%, преобразователем давления Д2,5 – ±1%.".
Сразу скажу, что я без особого трепета отношусь к античным газовым измерениям и ритуальным действиям студентов, посвященным памяти Клемана-Дезорма.  

Спасибо за вопрос.
Наверно, имеет смысл дать обстоятельный ответ. УчОный Ветер написал тут:

Посмотрите вот на эту картинку.
http://vk.com/id11460991?z=photo49680136_289261487%2Fwall11460991_548#/id11460991?z=photo11460991_246255682%2Fphotos11460991
Не наводит ни на какие мысли?

Меня это наводит лишь одну мысль - остолопа, как и горбатого, только могила исправит.
В своей статье я написал:

Проверка на соответствие закону Бойля-Мариотта проводилась в диапазоне абсолютных давлений от 0 до 8,5 атм. Она позволила:
во-первых, проверить качество работы всего оборудования. Соответствие величины давления закону Бойля-Мариотта при измерении манометром ДМ-15-100-1-G не превышало ±4%, преобразователем давления Д2,5 – ±1%.
Во-вторых, уточнить полный объём газа внутри исследуемой полости цилиндра, изначально неверно мной определенный путём заполнения полости цилиндра водой и последующего измерения объёма этой воды.
В-третьих, убедиться в том, что газ не травит ни через места присоединения манометра и термодатчика, ни через уплотнение поршня.

Смотрим на диаграмму:

Так вот - эта диаграмма была построена на основании неверного определения начального объема газа в полости цилиндра. Именно поэтому у меня закон Бойля-Мариотта и не сходился, причём я впал на пару дней в некий мозговой ступор и никак не мог сообразить, в чём же, собственно, дело? Поэтому разместил в нескольких местах заметки под громкими названиями - долой Б-М или что-то в этом роде, и один из первых же советов поискать систематическую ошибку вывел меня из коматозного состояния - и я понял, что и как надо делать дальше.
---
Теперь насчёт ±4% и ±1%.
Всё очень просто. Строится теоретическая диаграмма p = const / V. Величина const определяется исходя из начального объёма и давления газа и его температуры.
Затем газ изотермически сжимался (или разряжался). На диаграмму наносились точки.
так вот. В том случае, когда абсолютное давление газа должно было в соответствии с теоретической диаграммой равняться 6 (ШЕСТЬ) бар, оно по показаниям манометра (класс точности 1,5) всегда находилось в пределах от 4,96...5,04 бар (предел измерения манометра - 10 бар), а при использовании Д2,5 - 4,99...5,01 бар (хотя предел измерения у Д2,5 - 25 атм, я решил показать точность измерений "по манометру". Разумеется, я немного "сжульничал", но статья и так получилась весьма длинной, а пускаться в длинные объяснения мне не хотелось). Разумеется, если величина const была правильно определена.
---
Кроме того, местные остолопы постоянно пишут об ошибке, среднеквадратичной ошибке и т.д. и т.п.
Почему остолопы? Так дело в том, что они не понимают самого главного - вопрос сейчас стоит не в точности измерений, а в МЕТОДЕ определения показателя адиабаты. Разница между методом Клемана-Дезорма и методом прямых измерений - КАТАСТРОФИЧЕСКАЯ !!! Это не пара-тройка процентов, которые можно бы было свести к погрешности используемого инструментария, как это страшно хочется сделать Ветру и прочим остолопам. Речь идёт о абсолютной неадекатности метода Клемана-Дезорма или методики с определением скорости звука в газах.
Я уже раз 30 объяснял разным болванам, что при определении скорости звука определяется лишь скорость звука, но никак не показатель адиабаты. Но болваны (например, yakiniku) на то и болваны, что хоть кол на голове теши - толку не будет.

[BETEP IIEPEMEH]

Меня это наводит лишь одну мысль - остолопа, как и горбатого, только могила исправит.
...эта диаграмма была построена на основании неверного определения начального объема газа в полости цилиндра.

Как верно заметил Петр Иванович - его только могила исправит. Поэтому он решил второй раз наступить на те же грабли, громогласно прокричав на весь мир о результате, не проконтролировав ошибки эксперимента.

Между тем, учОные верно указали Петру Ивановичу на возможную причину ошибки:

допущена начальная ошибка положения поршня эдак миллиметров в 5-10

А это еще один фактор. Но пусть даже этой ошибки не было. Тогда при уменьшении объема в 30 раз (крайняя левая точка) абсолютная погрешность остается той же, но вот относительная погрешность в 30 раз увеличивается (и на каком-то этапе вполне может стать соизмеримой с определяемой величиной объема).

И что же мы видим в ответ? Ушат помоев вместо благодарности и полное нежелание сделать выводы из своих ошибок, занявшись вопросом погрешностей в своем эксперименте. Впрочем, я понимаю - фотографировать металлическую стружку - это гораздо интереснее. 

[BETEP IIEPEMEH]

вопрос сейчас стоит не в точности измерений, а в МЕТОДЕ определения показателя адиабаты. Разница между методом Клемана-Дезорма и методом прямых измерений - КАТАСТРОФИЧЕСКАЯ !!! Это не пара-тройка процентов

Да, это целый десяток процентов погрешности Вашего эксперимента.  

Разница между методом Клемана-Дезорма и методом прямых измерений...

Ваше измерение такое же косвенное, как и метод Клемана-Дезорма. Прямые измерения у Вас выполняются для давления и объема.

[Петр Иванович]

Да, это целый десяток процентов погрешности Вашего эксперимента.

Докажите это, дурашка. Вот же остолоп - лишь бы потрепаться.

Ваше измерение такое же косвенное, как и метод Клемана-Дезорма. Прямые измерения у Вас выполняются для давления и объема.

Ветер, я всегда знал, что у Вас с мозгами - большая напряженка. Валите лучше на свой форум - добивайте его до конца. Не забудьте пригласить на похороны.

[Петр Иванович]

Как верно заметил Петр Иванович - его только могила исправит. Поэтому он решил второй раз наступить на те же грабли, громогласно прокричав на весь мир о результате, не проконтролировав ошибки эксперимента.
Между тем, учОные верно указали Петру Ивановичу на возможную причину ошибки: И что же мы видим в ответ? Ушат помоев вместо благодарности и полное нежелание сделать выводы из своих ошибок, занявшись вопросом погрешностей в своем эксперименте. Впрочем, я понимаю - фотографировать металлическую стружку - это гораздо интереснее. 

Ветер, поздравляю Вас. Вы в очередной раз показали себя клиническим кретином.

[evilimp]

Так вот - эта диаграмма была построена на основании неверного определения начального объема газа в полости цилиндра. Именно поэтому у меня закон Бойля-Мариотта и не сходился, причём я впал на пару дней в некий мозговой ступор и никак не мог сообразить, в чём же, собственно, дело?

Скорее всего поршень был не с плоским днищем 

решил показать точность измерений "по манометру". Разумеется, я немного "сжульничал", но статья и так получилась весьма длинной, а пускаться в длинные объяснения мне не хотелось). Разумеется, если величина const была правильно определена.

Ну вот это зря, на мой взгляд. То что обезоруживает критиков, лишним не бывает.

Кроме того, местные остолопы постоянно пишут об ошибке, среднеквадратичной ошибке и т.д. и т.п.
Почему остолопы? Так дело в том, что они не понимают самого главного - вопрос сейчас стоит не в точности измерений, а в МЕТОДЕ определения показателя адиабаты. Разница между методом Клемана-Дезорма и методом прямых измерений - КАТАСТРОФИЧЕСКАЯ !!!

Совершенно согласен.

Это не пара-тройка процентов, которые можно бы было свести к погрешности используемого инструментария, как это страшно хочется сделать Ветру и прочим остолопам. Речь идёт о абсолютной неадекатности метода Клемана-Дезорма или методики с определением скорости звука в газах.
Я уже раз 30 объяснял разным болванам, что при определении скорости звука определяется лишь скорость звука, но никак не показатель адиабаты.

Ну, когда речь идет о религиозных взглядах, оно никогда просто не бывает. Чтобы сохранить веру в ход идут все средства.
Самое забавное, что если газовые дела действительно так обстоят, то ведь двигателисты и компрессорщики наверняка натыкались на этот результат, но неизменно при помощи рашпиля и молотка подгоняли его под традиционные теории 

[evilimp]

Да, это целый десяток процентов погрешности Вашего эксперимента.   Ваше измерение такое же косвенное, как и метод Клемана-Дезорма. Прямые измерения у Вас выполняются для давления и объема.

Не, ну куда уж прямее-то чем манометром и линейкой 

[Петр Иванович]

Скорее всего поршень был не с плоским днищем  

Раньше на каком-то из сайтов был представлен чертёж пневмоцилиндров Festo. Так вот, насколько я помню, поверхности поршня вроде как плоские, а вот основание цилиндра - конусообразное. Но это не играет никакой роли. Кроме того, манометр подсоединяется к специальной полости, которая соединена с рабочей камерой отверстием диаметром 3 мм. Эта полость тоже имеет свой объём. То есть даже при полностью втянутом штоке там есть некий объём, который, разумеется, учитывался при определении величины адиабаты. Величина этого объёма определялась мной в конечном итоге по закону Бойля-Мариотта. Каюсь, это было не прямое измерение. Но могу заверить, что при тех условиях, в которых я проводил измерения, закон Б-М точен вплоть до третьего и даже четвертого знака.

[Петр Иванович]

Самое забавное, что если газовые дела действительно так обстоят, то ведь двигателисты и компрессорщики наверняка натыкались на этот результат, но неизменно при помощи рашпиля и молотка подгоняли его под традиционные теории  

Идея проверить газовые законы у меня ведь возникла не случайно.
В бытность мою начальником испытательной лаборатории наш московский ВНИИ постоянно изобретал всё новые и новые трубчатые дизель-молота, при этом в рабочую камеру вставляли датчики давления и потом рисовали диаграммы изменения давления.
А что такое трубчатый дизель-молот? Цилиндр с тяжеленным поршнем - одноцилиндровый дизельный двигатель внутреннего сгорания.
И уже тогда я удивлялся, почему практика столь отличается от теории. Но кроме меня это больше никого не интересовало.
---
Лет 7 назад моя старенькая Вектра стала катастрофически терять мощность. Было такое ощущение, что из табуна в 75 лошадей сбежало не меньше половины. Поэтому я решил проверить компрессию. А так как покупать обычный компрессометр было не интересно, я купил Орлексовский датчик и снял при его помощи показания со всех цилиндров по очереди при работе двигателя на холостых оборотах при трёх работающих цилиндрах.
И снова был весьма удивлён результатами - так как той компрессии, которую следовало ожидать по термодинамическим теориям, я не получил - зато с данными Опеля мои результаты совпали тють в тють. Правда, уже стало заметно, что скоро придётся делать движку капиталку. Что и пришлось делать через пару-тройку лет. А в тот раз у меня просто-напросто сбилось опережение зажигания, да и бензин я где-то залил говёный.
Кстати, думал даже заняться вопросом диагностики старых грузовиков. Но дело требовало серьёзных начальных вложений - тысяч 500 или даже лимон, которых у меня не было, а никто из владельцев СТО этим не заинтересовался.

[BETEP IIEPEMEH]

Не, ну куда уж прямее-то чем манометром и линейкой  

Дык, для давления и объема - да.

Тем временем я все еще тешу себя надеждой, что Петр Иванович все-таки попробует посчитать погрешность собственных измерений, поскольку без этого все его заявления о том, что гамма на самом деле не такое, просто не имеют ни малейшего смысла. Кстати говоря, если мне не изменяет память, метод Клемана-Дезорма на стандартной установке физпрактикума дает следующий результат:

\[ \gamma = 1.38\pm 0.03 \]

Если не писать плюс минус ноль ноль три, тоже можно было бы громогласно заявлять о несовпадении с теорией.

[Петр Иванович]

Тем временем я все еще тешу себя надеждой, что Петр Иванович все-таки попробует посчитать погрешность собственных измерений, поскольку без этого все его заявления о том, что гамма на самом деле не такое, просто не имеют ни малейшего смысла. Кстати говоря, если мне не изменяет память, метод Клемана-Дезорма на стандартной установке физпрактикума дает следующий результат:
\[ \gamma = 1.38\pm 0.03 \]
Если не писать плюс минус ноль ноль три, тоже можно было бы громогласно заявлять о несовпадении с теорией.

Еще раз подтверждение тому, что дуракам везде у нас дорога.
В моей статье черным по белому написано, что для воздуха гамма лежит в пределах от 1,27...1,31, т.е.
\[ \gamma = 1.29\pm 0.02 \]
А расхождения для гелия куда более существенные.
Но у Ветра в голове только ветер. Он уже закусил удила, закинул рога за спину и понёсся, не видя дороги.

[Вашкевич Виктор]

Идея проверить газовые законы у меня ведь возникла не случайно.
В бытность мою начальником испытательной лаборатории наш московский ВНИИ постоянно изобретал всё новые и новые трубчатые дизель-молота, при этом в рабочую камеру вставляли датчики давления и потом рисовали диаграммы изменения давления.
А что такое трубчатый дизель-молот? Цилиндр с тяжеленным поршнем - одноцилиндровый дизельный двигатель внутреннего сгорания.
И уже тогда я удивлялся, почему практика столь отличается от теории. Но кроме меня это больше никого не интересовало.
---
Лет 7 назад моя старенькая Вектра стала катастрофически терять мощность. Было такое ощущение, что из табуна в 75 лошадей сбежало не меньше половины. Поэтому я решил проверить компрессию. А так как покупать обычный

  [.................................]

Но твоя старенькая Вектра стала терять мощность не потому,
что  газовые законы термодинамики изменились,
а потому что компрессионные кольца и зеркала цилиндров износились.

[evilimp]

Тем временем я все еще тешу себя надеждой, что Петр Иванович все-таки попробует посчитать погрешность собственных измерений, поскольку без этого все его заявления о том, что гамма на самом деле не такое, просто не имеют ни малейшего смысла.

Я бы все-таки сформулировал эту мысль не как "просто не имеют ни малейшего смысла", а как "могут объясняться неучтенными факторами"
а именно процессом теплопередачи. Хотя понятия не имею, насколько может остыть газ в этом цилиндре за несколько десятков миллисекунд.
Надежно наврать на десять процентов конечно можно, но это не очень просто. А погрешности измерения объема и давления дадут ну процент-два.

Кстати говоря, если мне не изменяет память, метод Клемана-Дезорма на стандартной установке физпрактикума дает следующий результат:

\[ \gamma = 1.38\pm 0.03 \]

Если не писать плюс минус ноль ноль три, тоже можно было бы громогласно заявлять о несовпадении с теорией.

Честно говоря я бы удивился, если бы на дидактической установке состряпанной каким-нибудь аспирантом или там ассистентом без степени для имплантации научного вклада Клемана и Дезорма в подкорку студентов, этот самый вклад был бы опровергнут.
Из создателя установки пух и перья бы только так полетели.

[BETEP IIEPEMEH]

В моей статье черным по белому написано, что для воздуха гамма лежит в пределах от 1,27...1,31

Вы, Петр Иванович, очевидным образом не понимаете, о чем вообще идет речь. Вы говорите о разбросе экспериментальных значений, т.е. о дисперсии полученных в ходе эксперимента значений. Связанные с этим разбросом ошибки называются случайными. Инструментальная же точность дает погрешность систематическую.Таким образом, Вы не только путаете ошибки случайные с систематическими, но еще и не понимаете того факта, что итоговая ошибка эксперимента будет определяться как сумма:

\[ \Delta = \sqrt{\delta ^{2} + \sigma ^{2}} \]
где дельта малое и сигма, соответственно, систематическая и случайная погрешности.

Так вот, Петр Иванович, от Вас требуется найти для своего эксперимента значение дельта большого, в то время как Вы упорно говорите о величине сигма малое, которое в виду объективных обстоятельств (низкой точности Ваших приборов) много меньше как систематической погрешности, так и, соответственно, погрешности эксперимента.

[BETEP IIEPEMEH]

Не помню, как называется книжка для физических специальностей, где подробнейшим образом расписаны все основные вещи для физпрактикума, включая распределение Стьюдента, метод наименьших квадратов и тому подобные вещи. Быстрым поиском нашел вот это, почитайте хотя бы на досуге:

http://www.agym.spbu.ru/docs/phys_oshib_4.pdf

[Петр Иванович]

Я бы все-таки сформулировал эту мысль не как "просто не имеют ни малейшего смысла", а как "могут объясняться неучтенными факторами" а именно процессом теплопередачи. Хотя понятия не имею, насколько может остыть газ в этом цилиндре за несколько десятков миллисекунд.
Надежно наврать на десять процентов конечно можно, но это не очень просто. А погрешности измерения объема и давления дадут ну процент-два.

evilimp, когда меня попрут отсюда в очередной раз, знайте, что мне было приятно узнать, что этот форум посещают не только полные остолопы.

Честно говоря я бы удивился, если бы на дидактической установке состряпанной каким-нибудь аспирантом или там ассистентом без степени для имплантации научного вклада Клемана и Дезорма в подкорку студентов, этот самый вклад был бы опровергнут.
Из создателя установки пух и перья бы только так полетели.

Студенты, как показывает опыт (в т.ч. и мой собственный), в подавляющем своём большинстве (%90..95 среди юношей и %99,(9) среди девушек) - легко зомбируемые существа. Особенно на первом курсе, когда "изучают" методы Клемана-Дезорма и статфизику вообще. Разве кто-нибудь из них осмелится сказать, что Ландау с Лифшицем из 10 томов написали 7 томов очевидной глупости? Так что насчёт клочьев - это вряд ли.

[stary]

Уравнение Клайперона ( P*V=R*T ) записано для ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА , если при больших давлениях Ваши изотермы отличаются от идеальной теоретической , то видимо Ваш газ НЕ ИДЕАЛЬНЫЙ !