Temat: Pomiar ciepła spalania przy użyciu bomby kalorymetrycznej	Data wykonania ćwiczenia: 16.05.2016 r. 14^45-16^15
Grupa: W2 (14) MiBM, Rok III 2015/2016	Imię i nazwisko: Piotr Szewczak

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia laboratoryjnego było wyznaczenie ciepła spalania próbki paliwa (kwasu benzoesowego C₇H₆O₂ w postaci pastylki ) w bombie kalorymetrycznej.

2. Schemat stanowiska – przekrój bomby kalorymetrycznej

3. Dane i wyniki pomiarów, obliczenia

3.1 Dane:

S= 13103 J/K – stała kalorymetru

Q_sd= 6698.9 kJ/kg – ciepło spalania drutu

Q_st = 26493,37 kJ/kg - ciepło spalania paliwa odczytane z tablic

3.2 Wyniki pomiarów:

m_dp=0,0084 g - masa drutu oporowego przed spaleniem

m_dk=0,0054 g - masa drutu oporowego po spaleniu

m_pd=1.8443 g - masa pastylki paliwa z drutem oporowym

m_p=m_pd – m_d= 1.8443 - 0,0084 g = 1.8359 g - masa paliwa

Nadciśnienie p_n≔2 MPa

Temp wody w płaszczu: T_wp≔22.1 °C

Temp wody w naczyniu: T_wn≔20.6 °C

Zanotowane temperatury:

t₁≔19.526 ^oC - start pomiaru

t₂≔19.579 ^oC - koniec okresu początkowego

t₃≔23.270 ^oC - koniec okresu głównego

t₄≔23.259 ^oC - koniec okresu końcowego

3.3 Równanie bilansu cieplnego kalorymetru

gdzie:

[J] – ciepło uzyskane w wyniku spalania masy m_p paliwa

[J] – ciepło uzyskane w wyniku spalania masy drutu oporowego

[g]

[K] – przyrost temperatury w okresie głównym

[K] – poprawka temperaturowa na wymianę ciepła z płaszczem wodnym

x=10

3.3.1 Równanie po przekształceniu i podstawieniu

[kJ/kg]

m_d = 0, 003 g

Q_d = 6698, 9  × 0, 003 = 20.097 J

$k = 0,5\ \times \left( \ \frac{19,579 - 19,526}{5} + \ \frac{23,259 - 23,270}{5} \right) + \left( 10 - 1 \right) \times \frac{23,259 - 23,270}{5} = - 0,0156$ K

$Q_{s} = \frac{13103 \times \left( 23,270 - 19,579 + 0,0156 \right) - 20,097}{1,8359} = 26443,42$ kJ/kg

[%] – wartość błędu względnego

$\varepsilon = \frac{26443,42 - 26493.37}{26493.37}\ \times 100\ \% = 0.189\ \%$

5.Wnioski

Opierając się na wynikach obliczeń, można stwierdzić, że pomiar dokonany podczas zajęć obarczony jest niewielkim, nawet pomijalnym błędem - 0.189 %. Oznacza to, że powyższa metoda wyznaczania ciepła spalania jest dokładna. Podczas pomiarów zastosowaliśmy pewne uproszczenia - np. nie wyznaczaliśmy wpływu reakcji egzotermicznej, tworzenia kwasu siarkowego na wyniki pomiarów, jednak nie miało to dużego wpływu na uzyskany wynik.