LABORATORIUM TERMODYNAMIKI		Ćwiczenie nr 27
		Data wykonania:
Wydział: Mechaniczno-Energetyczny	Grupa: IV		Data oddania:
Nazwisko i imię:		Ocena:
Temat cwiczenia: Pomiar cp i cv gazów
Prowadzący:

Uwagi:…………………………………………………………………………………………………

1. Wstęp

Celem ćwiczenia jest pomiar ciepła właściwego gazów.

2. Układ pomiarowy

Do pomiaru ciepła właściwego gazów (w naszym przypadku było to powietrze) użyliśmy urządzenia składającego się ze zbiornika szklanego o pojemności V, zawierającego powietrze. Zbiornik zaopatrzony jest w manometr wodny (ururkę) z podziałką 5 mm H₂O pozwalającą zmierzyć różnicę pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym , a ciśnieniem gazu zamkniętego w zbiorniku. Do zbiornika zamontowana jest pompa próżniowa, a także zawór implozyjny.

Schemat stanowiska pomiarowego

P - pompa próżniowy, B – zbiornik z badanym gazem, 5 – zawór implozyjny, M – ururka, Z – zawór odcinający.

3. Wykonanie ćwiczenia:

• Dzięki pompie próżniowej wytwarzamy podciśnienie w zbiorniku z badanym gazem.

• Po odczekaniu aż temperatura w zbiorniku wyrówna się z temperaturą otoczenia i wahanie cieczy w manometrze się ustabilizuje odczytujemy pomiar Δp₁.

• Szybko otwieramy i zamykamy zawór implozyjny aby umożliwić przepływ gazu z otoczenia do zbiornika.

• Po odczekaniu aż temperatura w zbiorniku wyrówna się z temperaturą otoczenia i wahanie cieczy w manometrze się ustabilizuje odczytujemy pomiar Δp₂.

• Powtarzamy pomiar trzykrotnie.

4. Wyniki i ich opracowanie

Odczyty wskazań manometru cieczowego były prowadzone w mm H₂O i jako że ta jednostka nie jest zawarta w tablicach SI, następuje konieczność zamiany mm H₂O na Pascale.

Tabela pomiarowa

Wielkość symbolu	Δp1	Δp1 śr.	Δp2	Δp2 śr.	cv	cp
Jednostka miary	Pa·10^3	Pa·10^3	Pa·10^3	Pa·10^3
1	6,90	6,95	2,20	2,25	600	887
2	6,90		2,15
3	7,00		2,35

Dokładność pomiaru ciśnienia Δ(Δp)= 0,05·10³ Pa

Obliczanie średniej arytmetycznej:

Gdzie:

n – liczba pomiarów

p_i - kolejne pomiary

Przykładowe obliczenia:

Biorąc pod uwagę fakt, że do odczyt poszczególnych pomiarów był dokonywany z dokładnością do 5 mm H₂O czyli w przybliżeniu 0,05·10³ Pa musimy przybliżyć wynik do:

Obliczanie ciepła właściwego:

Gdzie:

c_v, c_p – ciepło właściwe

R – stała gazowa

Δp_śr. – pomiary

Wartość stałej gazowej dla powietrza odczytanej z tablic wynosi:

Obliczenia:

Z tablic odczytaliśmy wartości c_v i c_p dla powietrza, które wynoszą odpowiednio:

Do odczytania wartości tablicowych posłużyliśmy się książką S. Wilk – „Termodynamika Techniczna”, s. 231, tablica 1.

5. Rachunek błędów

Obliczamy błąd względny pomiaru:

6. Wnioski

• Ćwiczenie wykazało dużą rozbieżność wartości ciepła właściwego obliczonego podczas ćwiczenia a wartościami odczytanymi z tablic.

Gdzie ciepło właściwe z obliczeń przyjęło wartości równe c_v,obl.=600 J/kg·K i c_p,obl.=887 J/kg·K, tak wartości tablicowe szacowały się na poziomie c_v,tab.=716 J/kg·K i c_p,tab.=1006 J/kg·K.

• Wysoki błąd względny na poziomie δ_cv=16,2% i δ_cp=11,8% . Powodem tak wysokich błędów była bardzo mała dokładność manometru cieczowego Δ(Δp)=5 mm H₂O, a także fakt iż pomiar został wykonany przy parametrach otoczenia (t₀=19°C; p₀=1002 hPa) które znacznie odbiegają od parametrów normalnych (t_N=0°C; p_N=1013,25 hPa), zastosowanych przy ustalaniu wartości tablicowych.