Gr.30

Sprawozdanie

Temat: Pomiar ciepła spalania za pomocą bomby kalorymetrycznej.

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia laboratoryjnego było wyznaczenie ciepła spalania próbki paliwa stałego w postaci pastylki kwasu benzoesowego C₇H₆O₂ w bombie kalorymetrycznej.

2. Schemat stanowiska:

3. Dane i wyniki pomiarów:

Dane:

S=13337 J/K - stała kalorymetru

Q_sd=6698,90 KJ/kg - ciepło spalania drutu

Wyniki pomiarów:

m_dp=0,00765g - masa drutu oporowego przed spaleniem

m_pid=1,37890g - masa pastylki paliwa z drutem oporowym

m_p=m_pid- m_dp= 1,37890g - 0,00765g = 1,37125g - masa paliwa

temperatura w płaszczu - 20,5 [⁰C]

temperatura wody w naczyniu - 19,5 [⁰C]

t₁ = 19,030 [⁰C]

t₂ = 19,056 [⁰C]

t₃ = 21,822 [⁰C]

t₄ = 21,816 [⁰C]

x = 11- czas w minutach w ciągu którego następował wzrost temperatury po zapłonie

4. Obliczenia:

• poprawka temperaturowa

• poprawka uwzględniająca ciepło wydzielone przy spalaniu drutu

Δm_sd = masa drutu oporowego, która uległa spaleniu

m_dp = masa początkowa drutu

m_dk= masa drutu po procesie spalania

Q_dd - ciepło powstałe w wyniku spalania drutu

Q_sd - ciepło spalania drutu

• ciepło spalania paliwa

Równanie bilansowe

Q_p - ciepło uzyskane ze spalania

Q_s - ciepło ze spalania paliwa

Q_dk - ciepło wydzielone przy tworzeniu kwasu siarkowego

Q_s- ciepło spalania paliwa , czyli ciepło powstałe w wyniku całkowitego i zupełnego spalania kwasu benzoesowego

• porównanie wyniku z wartością tablicową oraz obliczenie błędu względnego

Q_st - ciepło spalania kwasu benzoesowego według tablic

ε - błąd względny pomiaru

5.Wnioski:

Pomiar polega na całkowitym spaleniu próbki paliwa w atmosferze tlenu pod

ciśnieniem w bombie kalorymetrycznej zanurzonej w wodzie i na pomiarze przyrostu

temperatury tej wody. Między naczyniem kalorymetrycznym a termostatem zachodzi

wymiana ciepła poprzez promieniowanie, przewodzenie i konwekcję. Wymianę tę

uwzględnia się w obliczeniach w postaci tzw. poprawki na przekazywanie ciepła.

W płaszczu kalorymetru znajduje się mieszadło ręczne służące do wyrównania temperatury wody. Pomiar przyrostu temperatury dokonywany jest za pomocą specjalistycznego i precyzyjnego czujnika umieszczonego w naczyniu kalorymetrycznym.

Po wyjęciu bomby z kalorymetru należy sprawdzić czy spalanie było zupełne, tj. czy pastylka paliwa spaliła się w całości.

Podczas przeprowadzania ćwiczenia, pomimo zachowania wszelkich środków ostrożności i stosowania się do ściśle określonych zasad jego wykonywania, pomiary obarczone są błędami, np.:

• niecałkowite spalenie pastylki;

• niejednakowa intensywność parowania wody z naczynia kalorymetrycznego;

• różnice w warunkach prowadzenia pomiarów z warunkami wyznaczania ciepła spalania paliwa;

Pomimo obecności tych błędów, użycie bomby kalorymetrycznej zalicza się do jednej z najdokładniejszych metod pomiarowych w technice cieplnej. Potwierdza to również uzyskany przez nas wynik, który odbiega od wzorca o niespełna 2%.

1 - płaszcz kalorymetru wypełniony wodą

2 - naczynie kalorymetryczne z wodą

3 - bomba kalorymetryczna

4 - izolująca podstawa

5 - pastylka

---