WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

LABOLATORIUM FIZYCZNE

Grupa szkoleniowa IG-14d Podgr. 3 mgr inż. Paweł Marć

Stańdo Łukasz

.............................. ..............................

(ocena przygot. (ocena końcowa)

do ćwiczenia)

SPRAWOZDANIE

z

PRACY LABOLATORYJNEJ Nr 10

WYZNACZANIE STOSUNKU
DLA POWIETRZA METODĄ CLEMENTA-DESORMESA

1.WSTĘP TEORETYCZNY

Przyjęcie metody statycznej w fizyce cząsteczkowej doprowadziło do powstania kinetyczno-molekularnej teorii gazów. Szczególne miejsce zajmuje w niej prawo równomiernego rozkładu energii pomiędzy stopnie swobody cząsteczki gazu.

Cząsteczką gazu jedno atomowego możemy rozpatrywać jako punk materialny, gdyż cała masa skupiona jest w bardzo małym jądrze. Ma ona tylko trzy stopnie swobody związane z ruchem postępowym. Dla cząsteczek wieloatomowych nie jest wszystko jedno jak są ułożone w przestrzeni, traktując je jako obiekty sztywne możemy stwierdzić,że mogą wykonywać ruchy obrotowe, co zwiększa liczbę współrzędnych koniecznych do dokładnego określenia położeni cząsteczki. I tak np. dla cząsteczki jednoatomowej potrzeba trzech współrzędnych kartezjańskich, dla dwuatomowej dodatkowo potrzebne są kąty sferyczne określające jej orientacje, jeżeli cząsteczka jest wieloatomowa to potrzeba trzech stopni ruchu postępowego i trzech stopni swobody ruchu obrotowego. Jeżeli cząsteczka nie jest bezwzględnie sztywna potrzeba jeszcze stopni związanych z jej ruchem drgającym.

Zasada równomiernego rozkładu energii między stopnie swobody mówi, że na każdy stopień swobody cząsteczki średnio przypada jednakowa energia kinetyczna równa: kT/2 . Jeżeli cząsteczka jest obdarzona i-toma stopniami swobody to średnia energia kinetyczna wynosi:

Jednym z osiągnięć kinetyczno-molekularnej teorii gazów jest możliwość teoretycznego wyznaczenia obliczenia ich pojemności cieplnej, wielkością opisującą pojemność ciepło właściwe wyznaczone przy stałej objętości gazu oznaczone Cv oraz ciepło właściwe wyznaczone przy stałym ciśnieniu gazu oznaczone Cp . Współczynnik adiabaty χ dla gazu doskonałego jest równy
w klasycznej teorii pojemności cieplnej gazów, z zależności pojemności cieplnej od stopni swobody cząsteczek wynika, że jest ona niezależna od temperatury, a tak nie jest. Prawidłowe wyjaśnienie wyników doświadczalnych dotyczących zmian pojemności cieplnej gazów w szerokim zakresie temperatur otrzymano na podstawie „kwantowej teorii pojemności cieplnej” rozwiniętej przez A.Einsteina.

2.OBLICZENIA

-WARTOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DAL POSZCZEGÓLNYCH POMIARÓW

-ŚREDNIA ARYTMETYCZNA WARTOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA

χ_śr=1,34

-ŚREDNI BŁĄD KWADRATOWY WARTOŚCI ŚREDNIEJ

	χ	χ-χsr	(χ-χsr)^2
		1,27	-0,07	0,0055
		1,54	0,20	0,0384
		1,42	0,08	0,0058
		1,34	0,00	0,0000
		1,31	-0,03	0,0012
		1,29	-0,05	0,0029
		1,32	-0,02	0,0006
		1,30	-0,04	0,0019
		1,35	0,01	0,0000
		1,30	-0,04	0,0019
suma	13,440		0,05824
srednia	1,344			0,000647
średni błąd kwadratowy			0,025

δχ_śr=

-WYZNACZENIE PRZEDZIAŁU UFNOŚCI Δχ

Dla p= 0,68 k_p=1 mamy Δχ = k_p · δχ_śr = 1·0,0079 = 0,0079

WNIOSKI I OCENA OTRZYMANYCH REZULTATÓW

Za pomocą metody CLEMENTA-DESORMESA wyznaczony współczynnik adiabaty wynosi:

χ= 1,34 ± 0,008

Mimo prostoty ćwiczenia wartość obliczona niewiele odbiega od wartości teoretycznej która przy 18OC wynosi 1,40. Miało na to wpływ szereg błędów pomiarowych. Głównym z nich było niedoskonałe przeprowadzenie przemiany izotermicznej, w której wzrost ciśnienia oraz spadek objętości powinny zachodzić przy zachowaniu stałej temperatury. Także podczas rozprężania adiabatycznego, był popełniany błąd, gdyż czas poświęcony na tą przemianę powinien być za każdym razem jednakowy. Na wartości pomiarów miały wpływ również niedokładności wynikające z pomiarów h1 i h2 oraz nieszczelność naczynia pomiarowego, a także różna od 18OC temperatura otoczenia.

Pracę wykonał: ......................................................... dnia . 7.05.2004r.

(podpis)

Uwagi prowadzącego ćwiczenia:

4

---