Politechnika Opolska

LABORATORIUM

Przedmiot:	Fizyka

Kierunek studiów:	Elektrotechnika	Rok studiów:	2
Semestr:	3	Rok akademicki:	2011/2012

Temat:
Wyznaczanie stosunku Cp/Cv dla powietrza metodą Clementa-Desormesa

Projekt wykonali:
Nazwisko:
1.

Ocena za projekt:	Data:	Uwagi:

Stan ciała lotnego (gazu) posiadającego sprężystość objętości, określamy podając cztery jego parametry: objętość V, temperaturę t, masę M i ciśnienie p. Jeżeli masa gazu jest stała, zmiana jednego z parametrów powoduje zmianę pozostałych ( a przynajmniej jednego z nich). Wnioskujemy stąd, że parametry określające stan gazu są ze sobą w ścisły sposób powiązane. Związek ten podaje tzw. Równanie stanu gazu doskonałego . Gazem doskonałym nazywamy gaz składający się z cząsteczek nie posiadających objętości własnej a(punkty materialne). W takim gazie nie działają siły spójności między cząsteczkami. Przy niskich ciśnieniach wymiary cząsteczek gazów rzeczywistych są o wiele mniejsze od średniej odległości pomiędzy cząsteczkami, co pozwala w pierwszym przybliżeniu traktować te cząsteczki jako punkty materialne. Z uwagi na duże odległości między cząsteczkowe siły spójności są bardzo małe i można je zaniedbać. Tak więc przy niskich ciśnieniach gazy rzeczywiste będą zachowywały się w sposób podobny jak modelowy gaz idealny. Jednakże przy wysokich ciśnieniach gazy rzeczywiste nie będą spełniały warunków nałożonych na gazy idealne.

Do pomiaru stosunku używamy urządzenia składającego się z balona szklanego o pojemności kilkudziesięciu litrów ,zawierającego powietrze . Balon zaopatrzony jest w manometr wodny z podziałką pozwalającą zmierzyć różnicę pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym , a ciśnieniem gazu zamkniętego w balonie. Druga rurka szklana wprowadzona do balonu posiada zawór pozwalający na połączenie balonu z

powietrzem atmosferycznym, bądź z pompką (gruszką gumową).Zakładajmy , że ciśnienie w balonie jest o wyższe od ciśnienia atmosferycznego . Otwierając zawór powodujemy połączenie balonu z atmosferą. Gaz zawarty w balonie rozpręża się adiabatycznie i ciśnienie gazu w balonie obniża się do wartości ciśnienia atmosferycznego. Wraz z ciśnieniem obniża się temperatura gazu w balonie .Po zamknięciu zaworu ,gaz będzie się ogrzewał do temperatury otoczenia w sposób izochoryczny . Ciśnienie gazu w balonie wzrośnie o

.Zmianę objętości gazu możemy zaniedbać, ponieważ jest ona bardzo mała w porównaniu z całkowita objętością balonu. Aby wyznaczyć wartość stosunku musimy znaleźć związek między zmiana ciśnienia w czasie rozprężania adiabatycznego , w czasie sprężania izotermicznego i wartością .

Obliczenia

=$\frac{h1}{h1 - h2} = \frac{7,8}{7,8 - 7,4} = 0,105$

_śr=$\frac{(1 + 2\ldots + 10)}{10} =$1,21

_t=1,4

∆_=śr-_t=1,114-1,4=0,286

u()=2*0, 17=0,34

$u\left( \overset{\overline{}}{} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{10}{(_{i} - \overset{\overline{}}{})}^{2}}{n(n - 1)}} = \sqrt{\frac{0,0788}{9*10}} =$0,17

Otrzymany wynik:

= 1,21(0,34)

h1[cm]	h2[cm]	h1-h2[cm]	x	x srednie	xi-xśrednie	(xi-xśrednie)^2
7,8	0,4	7,4	1,054054	1,208524	-0,15447	0,023861
9,3	0,5	8,8	1,056818		-0,15171	0,023015
8,4	2,2	6,2	1,354839		0,146314	0,021408
6,9	1,3	5,6	1,232143		0,023618	0,000558
7,7	1,5	6,2	1,241935		0,033411	0,001116
7,9	1,4	6,5	1,215385		0,00686	4,71E-05
7,8	1,6	6,2	1,258065		0,04954	0,002454
8,5	1,5	7	1,214286		0,005761	3,32E-05
8,2	1,8	6,4	1,28125		0,072726	0,005289
8	1,2	6,8	1,176471		-0,03205	0,001027
					suma	0,078809

Wnioski:

Ćwiczenie pozwoliło zapoznać wyznaczaniem stosunku Cp/Cv metodą Clementa-Desormesa. Wynik odbiega od wartości tablicowej, mieści się w niepewność na wynik mógł mieć wpływ:

warunki w których zostało przeprowadzone ćwiczenie z pewnością były inne niż normalne(dla wartości tablicowej)

brak stopera, jedynym czym dysponowałem był zegarek elektroniczny a więc czas jaki mijał przy odczekaniu 4 min mógł być różny

Również moja subiektywna (brak partnera) opinia przy odczytywaniu wartości mogła wpłynąć na wynik.

Poprawa 2

h1[cm]	h2[cm]	h1-h2[cm]	x		xi-x	(xi-x)^^2
0,8	0,4	7,4	0,108108	1,11393	-1,00582	1,011677
9,3	0,5	8,8	1,056818		-0,05711	0,003262
8,4	2,2	6,2	1,354839		0,240909	0,058037
6,9	1,3	5,6	1,232143		0,118213	0,013974
7,7	1,5	6,2	1,241935		0,128006	0,016385
7,9	1,4	6,5	1,215385		0,101455	0,010293
7,8	1,6	6,2	1,258065		0,144135	0,020775
8,5	1,5	7	1,214286		0,100356	0,010071
8,2	1,8	6,4	1,28125		0,16732	0,027996
8	1,2	6,8	1,176471		0,062541	0,003911
					suma	1,176383

$u\left( y \right) = \sqrt{\frac{{(y_{d})}^{2} + {yl_{e})}^{2}}{3}} = \sqrt{\frac{{(0,1)}^{2} + {(0,1)}^{2}}{3}} =$0,081cm

$\text{uL} = \sqrt{\frac{{(y_{d})}^{2} + {yl_{e})}^{2}}{3}} = \sqrt{\frac{{(0,005)}^{2} + {(0,02)}^{2}}{3}} =$0,012cm

$u\left( \text{L\ }' \right) = \sqrt{\frac{{(y_{d})}^{2} + {yl_{e})}^{2}}{3}} = \sqrt{\frac{{(0,005)}^{2} + {(0,005)}^{2}}{3}} =$0,004cm

$$u\left( f \right) = \sqrt{{(\frac{L}{L + L^{}}*u\left( y \right))}^{2} + {(\frac{y}{L^{2} + L^{}}*u\left( L \right))}^{2} + {(\frac{\text{yL}}{{L^{}}^{2} + L}*u\left( L^{} \right))}^{2}}$$

$$u\left( f \right) = \sqrt{\left( \frac{1,43}{1,43 + 9,6}*\left( 0,081 \right) \right)^{2} + \left( \frac{55,6}{{1,43}^{2} + 9,6}*\left( 0,012 \right) \right)^{2} + \left( \frac{55,6*1,43}{{9,6}^{2} + 1,43}*\left( 0,004 \right) \right)^{2}}$$

=0, 064