Imię i Nazwisko: Damian Kaproń |
AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA | Zaliczenie |
---|---|---|
Grupa: P2 |
Maszyny i urządzenia energetyczne Ćwiczenia laboratoryjne SPRAWOZDANIE |
Uwagi |
Data ćwiczenia: 24.04.2013r |
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie wartości ciepła spalania paliwa stałego. |
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepła spalania pastylki kwasu benzoesowego C7H6O2 za pomocą bomby kalorymetrycznej .
2. Schemat stanowiska pomiarowego.
Układ kalorymetryczny do oznaczania ciepła spalania
1- naczynie kalorymetryczne
2- płaszcz wodny
3-bomba kalorymetryczna
4-mieszadło
5-termometr
6-przewody zapłonowe
Bomba kalorymetryczna :
1-tygiel
2-elektrody
3-zawór wylotowy
4-zawór do napełniania tlenem
3.Dane i wielkości znamionowe
Mdp = 0,0087 g - masa drutu przed spaleniem
Mdk = 0,0036 g - masa drutu po spaleniu
Md = 0,0051 g - różnica masy druta przed i po spaleniu
M=1,2297 g - masa pastylki i druta
M- Mdp = Mp = 1,2210 g - masa paliwa (pastylki) przed spaleniem
t1 = 23,803 oC - temperatura początkowa
t2 = 23,841 oC - temperatura w momencie zapłonu
t3 = 26,338 oC - najwyższa temperatura osiągnięta w czasie pomiaru
t4 = 26,330 oC - temperatura końcowa
x = 11 - liczba pomiarów w okresie głównym
S = 13337 J/K - stała kalorymetru
Qsd = 6698,9 kJ/kg - ciepło spalania drutu
Qst = 26493, 37kJ/kg - wartość tablicowa ciepła spalania kwasu benzoesowego
$$Q_{s} = \frac{s \bullet \left( t_{3} - t_{2} - k \right) - Q_{\text{dd}}}{M_{p}}$$
Qdd = Md • Qsd
Md = Mdp − Mdk
$$k = 0,5 \bullet \left( \frac{t_{2} - t_{1}}{5} + \frac{t_{4} - t_{3}}{5} \right) + (x - 1) \bullet \frac{t_{4} - t_{3}}{5}$$
$$\varepsilon = \frac{Q_{s} - Q_{s}^{t}}{Q_{s}^{t}}$$
$$k = 0,5 \bullet \left( \frac{23,841 - 23,803}{5} + \frac{26,330 - 26,338}{5} \right) + \left( 11 - 1 \right) \bullet \frac{26,330 - 26,338}{5} = - 0,013\lbrack K\rbrack$$
Md = 0, 0087 − 0, 0036 = 0, 0051[g]
Qdd = 0, 0051 • 6698, 9 = 34, 16[J]
$$Q_{s} = \frac{13337 \bullet \left( 26,338 - 23,841 + 0,013 \right) - 34,16}{1,2210} = 27388,79\lbrack\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}\rbrack$$
ε = 3, 4%
5. Wnioski
Względny błąd pomiaru jaki uzyskaliśmy wynosi 3,4%. W czasie pomiaru nie braliśmy pod uwagę dodatkowego efektu cieplnego, czyli ciepła tworzenia się kwasu siarkowego oraz azotowego. Wzięliśmy pod uwagę ciepło spalania drutu oporowego oraz poprawkę temperatury wynikającej z wymiany ciepła układu kalorymetrycznego z otoczeniem. Błędne pomiary również mogły przyczynić się na zwiększenie błędu pomiarowego. Aczkolwiek moim zdaniem otrzymany wynik jest wiarygodny.