22. PRZEMIANA IZOTERMICZNA

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne sprawdzenie prawa Boyle'a-Mariotte'a tzn. zależności:

PV=const

2.Schemat stanowiska.

3.Tabela z pomiarami i obliczeniami:

Ciśnienie barometryczne P_b=1008 hPa

Temperatura otoczenia T₀=16^o

Gęstość rtęci wynosi ρ=13546 kg/m³

L cm	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7
		104	99	95,5	93	89	86,5	81,5
	H cm	H1	H2	H3	H4	H5	H6	H7
		31,5	42,5	51	55,5	64	70	80
	h cm	h1	h2	h3	h4	h5	h6	h7
		0	13	23	29	36,5	47	60
	p Pa	p1	p2	p3	p4	p5	p6	p7
		58941	61599	63592	65585	64256	70236	74223

X	1	1,05	1,09	1,12	1,17	1,20	1,28
Y	1	1,05	1,08	1,11	1,09	1,19	1,26

4. Wykorzystywane wzory oraz przykładowe obliczenia:

-do obliczenia ciśnienia panującego w manometrze u-rurkowym na długości „L” skorzystałem ze wzoru:

p+ρgH=P_b+ ρgh więc p=P_b+ ρgh- ρgH

-„X” oraz „Y” zostały wyznaczone z następujących zależności:

X=L₁/L_i Y=p_i/p₁

-przykładowy tok obliczeń przedstawiam na przykładzie pomiaru nr 2:

H₂=42,5cm; h₂=13cm; L₂=99cm; L₁=104cm; p₁=58941Pa; P_b=1008hPa; ρ=13456kg/m³

p₂=P_b- ρgh₂- ρgH₂=100800+(13546*9,81*13*0,01)-(13546*9,81*42,5*0,01)=61599Pa

X=L₁/L₂=104/99=1,05

Y=p₂/p₁=61599/58941=1,05

5.Wykres Y(X)

6.Wnioski.

W ćwiczeniu tym sprawdzaliśmy prawo Boyle'a-Mariotte'a , które opisuje wzór PV=const. W świetle tej zależności punkty pomiarowe na naszym wykresie Y(X) powinny stanowić charakterystykę liniową. Jak widać punkty układają się jedynie wzdłuż tej charakterystyki. Dzieje się tak, ponieważ prawo Boyle'a-Mariotte'a dotyczy gazu doskonałego, a nasze pomiary zostały dokonane na gazie rzeczywistym. Stąd niewielkie odchyłki punków pomiarowych od wykresu teoretycznego, wyjątek stanowi punkt 5 którego odchyłka jest spowodowana przede wszystkim błędem odczytu wysokości ciśnienia.

---