Mięsowicz Sławomir

1 CD L 6

Laboratorium Fizyczne

Temat laboratorium:

Wyznaczanie wartości χ=C_p/C_v dla powietrza metodą Clementa

i Desormesa.

1. Ciepło właściwe gazu. Definicja C_p i C_v .

Gazami nazywamy substancje charakteryzujące się dużą ściśliwością oraz dużą rozprężliwością .

Ciepłem właściwym lub pojemnością cieplną właściwą nazywamy stosunek ilości ciepła Q pobranego do iloczynu masy m układu oraz zmiany temperatury wywołanej pobraniem ciepła.

c=Q/m⋅ΔT [J/kg⋅K]

C=Q/n⋅ΔT [J/mol⋅ K]

Między C i c zachodzi związek : C=m⋅c

Rozróżnia się ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu c_p oraz przy stałej objętości c_v

Dla gazów zachodzi związek :

C_p - C_v=R

C_p c_p

__ = __ = χ

C_p c_p

adiabatyczny .

2. Równanie Poissona - proces adiabatyczny .

Jeśli dQ=0 , to I zasada termodynamiki przyjmuje postać:

dU=dW

dW=-p⋅dV

p=R⋅T/V

Z powyższego otrzymujemy :

-R⋅dV/C_v ⋅V=dT/T

R=Cp - Cv , χ=Cp/Cv

-(χ-1)dV/V = dT/T

Po scałkowaniu otrzymujemy :

-(χ-1)⋅[ lnV2-lnV1 ] = [ lnT2-lnT1 ]

Stąd :

V2^χ-1 ⋅T2=V1^χ-1 ⋅T1 lub V^χ-1 ⋅ T= const

Wówczas :

p^χ-1/T ^χ = const lub p⋅V^χ= const

3. Przemiany : izotermiczna , izochoryczna , izobaryczna .

a) gdy T= const zachodzący proces nazywa się izotermicznym ; zależność ciśnienia od objętości podaje prawo Boyle'a i Mariotte'a : p⋅V= const

b) gdy p= const zachodzący proces nazywa się izobarycznym ; zależność objętości od temperatury podaje prawo Gay-Lussaca : V/T= const

c) gdy V= const zachodzący proces nazywa się izochorycznym ; zależność ciśnienia od temperatury podaje prawo Charlsa : p/T= const

4. Układ pomiarowy.

Tabela pomiarowa

Lp.	h1	h2	h1-h2	χ	χ ± Δχ
	[ ]	[ ]	[ ]	[ ]

5. Wnioski:

Korzystając ze wzoru otrzymaliśmy wartość wykładnika adiabatycznego . Jego wartość średnia wyniosła 1.318 , natomiast błąd z pomiarów wynosi 0.038 .

Rzeczywista wartość χ dla powietrza wynosi 1.4 . Wartość ta nie mieści się w granicach otrzymanego przez nas błędu. Najprawdopodobniej było to spowodowane nieszczelnością układu( zaworu ): po zagęszczeniu powietrza w butli i odczekaniu kilkunastu minut ciśnienie w butli zrównało się niemal z ciśnieniem atmosferycznym .

---