NAZWISKO: NAJUCH IMIE: TOMASZ KIERUNEK:FIZYKA Z INFORMATYKĄ ROK STUDIÓW: I GRUPA LABORATORYJNA: X		WYŻSZA SZKOŁA PEDAGOGICZNA W RZESZOWIE I PRACOWNIA FIZYCZNA
				WYKONANO		ODDANO
				DATA	PODPIS	DATA	PODPIS
Ćwiczenie Nr: 52	Temat: Wyznaczanie stosunku CP/CV metodą Clementa - Desormesa.

1. Miarą ciepła właściwego gazu jest ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg gazu o 1ºK. Ciepło to możemy wyznaczyć ogrzewając gaz pod stałym ciśnieniem (np. atmosferycznym)
i przepuszczając go przez mosiężny przewód. Wówczas gaz w kalorymetrze oziębia się pod stałym ciśnieniem, ciepło własne wyznaczone w tych warunkach oznaczamy przez Cp. Można również dokonać pomiaru ciepła właściwego utrzymując gaz w stałej objętości (oznaczamy wtedy przez Cv), jeżeli badany gaz zamknięty w szczelnym pojemniku i po ogrzaniu umieścimy w kalorymetrze. Jak wykażą obliczenia teoretyczne i pomiary dowiedziono, że Cp jest zawsze większe niż Cv. Przyczyną tego jest dodatkowa praca mechaniczna, którą musi wykonać ogrzewany rozprężając się pod wpływem stałego ciśnienia i części energii cieplnej dostarczonej masie gazu idzie na wykonanie tej pracy. Stosunek Cp/Cv, a więc stosunek ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu do ciepła właściwego przy stałej objętości oznaczamy literą X.

X=Cp/C_V

X=

Stosunek Cp/Cv wykazują pewne prawidłowości. Dla gazów jednoatomowych jest on równy 1,67, dla dwuatomowych 1,4, a dla trzyatomowych 1,3.

2.Przemiana izotermiczna . Prawo Boyle'a-Mariotte'a.

Przemiana ta zachodzi w stałej temperaturze (T=const).

Ciśnienie określonej masy gazu w stałej temperaturze jest odwrotnie proporcjonalne do jego objętości.

lub

p₁V₁=p₂V₂

p

V

3.Przemiana izobaryczna. Prawo Gay-Lussaca.

Zachodzi pod stałym ciśnieniem (p = const).

Objętość określonej masy gazu pod stałym ciśnieniem jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej.

V

p=const

T

4.Przemiana izochoryczna. Prawo Charlesa.

Zachodzi w stałej objętości (V=const).

Ciśnienie określonej masy gazu przy ogrzewaniu w stałej objętości jest wprost proporcjonalne do jego temperatury bezwzględnej.

p

V=const

T

5.Przemiana adiabatyczna jest to przemiana , w której nie zachodzi wymiana ciepła
z otoczeniem. Zależność ta jest wyrażona wzorem Poissona

czyli

p₁V^x=p₂V^x

gdzie wykładnik potęgi
równy jest stosunkowi ciepła właściwego gazu pod stałym ciśnieniem do jego ciepła właściwego w stałej objętości

p

V

6. Przebieg doświadczenia

1. Zamykając kran wylotowy; przy pomocy pompki wtłoczyć do zbiornika powietrze utrzymując różnicę kilkudziesięciu milimetrów słupa cieczy
   w manometrze.

2. Przez odpowiedni obrót kurka zaworu odłączyć pompkę od zbiornika pozostawiając jednocześnie zamknięty kran wylotowy. Odczekać kilka minut na ustalenie się różnicy temperatur w zbiorniku i notować różnicę poziomów cieczy w manometrze.

3. Otworzyć kran wylotowy na przeciągu kilku sekund i po wyrównaniu się ciśnienia gazów w zbiorniku z ciśnieniem zewnętrznym zamknąć go ponownie.

4. Po pewnym czasie odczytać różnicę poziomów cieczy w manometrze.

5. Cykl pomiarów powtórzyć 10 - krotnie.

6. Na podstawie uzyskanych pomiarów wyznaczyć wartość X dla każdego cyklu pomiarów, a następnie obliczyć wartość średnią tej wielkości.

7. Wyznaczyć błąd maksymalny i określić przedział na wartości X.

Obliczenia:

Wyznaczam maksymalny błąd pierwszego cyklu pomiarów metodą pochodnej logarytmicznej:

• błąd bezwzględny pomiaru h₁ = δ( h₁) = 1 [mm]

Δh = h₁+h₂ = δ( h₁)+ δ( h₂) = 1+1 = 2 [mm]

Wyznaczam błąd względny:

ε(X) =

Maksymalny błąd wyniku końcowego wynosi:

X = (1,16±0,09) [mm]

Określam przedział na wartość rzeczywistą X metodą Studenta-Fischera:

S_X =

S_X =

Przedział na wartość rzeczywistą X możemy zapisać

X = (1,16 ± t_nαS_X)

gdzie t_nα = 2,3 , dla n = 10, α = 0,95

t_nαS_X = 2,3 0,00527 = 0,01

Ostatecznie wynik zapisujemy:

X = (1,16 ± 0,01)

Wnioski:

Uzyskana wartość X w doświadczeniu odbiega od prawidłowych wyników. Przyczyną może być zbyt krótki czas oczekiwania przed rozprężeniem, w wyniku czego temperatura sprężonego powietrza nie osiągnęła temperatury otoczenia.

1

---