Применяемый в данной работе метод определения коэффициента Пуассона был предложен Клеманом и Дезормом. Основой метода является использование адиабатического расширения газа. Процесс, совершаемый газом в методе Клемана и Дезорма, представлен на рис. 1.2, а экспериментальная установка изображена на рис. 1.3.
В исходном состоянии (точка 3) исследуемая масса газа занимает весь объём баллона. С помощью насоса в баллон адиабатически (участок 3 - 4) нагнетается дополнительная масса газа, его температура увеличивается. Исследуемая масса газа уменьшает объём до величины качественно показанной пунктиром на рис. 1.3.
После остывания за счет теплообмена с окружающей средой давление в баллоне уменьшается до величины p1. Участок процесса 1 - 2 - 3 является основным. При открывании крана К2 газ адиабатически расширяется (участок 1 – 2) и исследуемая масса газа снова занимает весь объём баллона. При этом давление в точке 2 падает до атмосферного ; т.к. через кран К2 баллон сообщается с атмосферой. Для этого участка согласно уравнение Пуассона в координатах p, Т:
. (1.22)
Участок 2-3 соответствует изохорному нагреву газа за счет теплообмена с окружающей средой. Поэтому согласно закону Шарля (см. уравнение (1.14))
.
Причем, T3=T1, т.е. равна температуре окружающей среды. Решая совместно эти уравнения, получим
. (1.23)
Так как давления p1, p2, p3 незначительно отличаются друг от друга, то в выражении (1.23) разности логарифмов можно заменить разностями самих чисел, т.е.
, (1.24)
где p2 – атмосферное давление (по условию проведения эксперимента), а давления p1 и p3 превышают атмосферное давление соответственно на величины давления столба жидкости в манометре высотой h1 и h2. Поэтому соотношение для выражения (1.24) можно окончательно записать в виде
. (1.25)