Laboratorium fizyki |
||
Ćwiczenie nr C2. Wyznaczanie stosunku cp / cv dla powietrza metodą Clementa i Desormesa |
||
IBP |
Grupa I |
Piotr Gryguć Radosław Knap Adam Dollinger |
13.03.2002 |
Ocena: |
|
Celem ćwiczenia było wyznaczenie stosunku cp / cv. Symbol cp - oznacza ciepło właściwe pod stałym ciśnieniem, cv - ciepło właściwe przy stałej objętości. Ciepło właściwe jest to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury jednostki masy ciała o 1K. Ciepło właściwe przy stałej objętości ma zawsze wartość mniejszą od cp.
W czasie wykonywania ćwiczenia poddawaliśmy gaz zgodnie z metodą trzem przemianom: adiabatycznej, izochorycznej i izotermicznej. W szklanym balonie znajdowało się powietrze o ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze otoczenia. Przy pomocy pompy zwiększaliśmy ciśnienie powietrza w balonie. Po około 3 minutach, kiedy temperatura gazu w balonie zrównała się temperaturą otoczenia, odczytywaliśmy na manometrze różnicę poziomów cieczy h1. Następnie otworzyliśmy na moment zawór K2, aby wyrównać ciśnienie gazu z ciśnieniem atmosferycznym (przemiana adiabatyczna). Po kilku minutach kiedy poziom cieczy w manometrze ustalił się, odczytywaliśmy różnicę h2. Wyżej wymienione czynności powtarzaliśmy 10 razy. Otrzymane wyniki zapisywaliśmy w tabeli 1. Następnie wykonaliśmy obliczenia i oszacowaliśmy błędy pomiarowe.
Tabela 1.
Nr pomiaru |
h1 [cm] |
h2 [cm] |
h1 - h2 [cm] |
κ |
κśr |
Δκ |
Δκśr |
Δκśr / κśr |
1 |
19,6 |
4,2 |
15,4 |
1,27 |
1,29 |
0,02 |
0,003 |
0,002 |
2 |
19,5 |
4,6 |
14,9 |
1,3 |
|
0,01 |
|
|
3 |
19,3 |
4,5 |
14,8 |
1,3 |
|
0,01 |
|
|
4 |
19,4 |
4,4 |
15 |
1,29 |
|
0,00 |
|
|
5 |
19,4 |
4,7 |
14,7 |
1,31 |
|
0,02 |
|
|
6 |
19,5 |
4,6 |
14,9 |
1,3 |
|
0,01 |
|
|
7 |
19,6 |
4,7 |
14,9 |
1,31 |
|
0,02 |
|
|
8 |
19,4 |
4,5 |
14,9 |
1,3 |
|
0,01 |
|
|
9 |
19,6 |
4,5 |
15,1 |
1,29 |
|
0,00 |
|
|
10 |
19,3 |
4,6 |
14,7 |
1,31 |
|
0,02 |
|
|
Obliczenia.
Wnioski .
Wpływ na pomiary może mieć to, iż zawory k1 i k2 były otwierane i zamykane ręcznie w różnym czasie (nigdy nie były tak samo długo otwarte czy zamknięte).
Niedokładność pomiaru współczynnika wynika także z błędów odczytywania różnicy wysokości poziomów cieczy h1 i h2, które spowodowane były zjawiskiem paralaksy oraz dokładnością podziałki h = 2mm. Z metody różniczki zupełnej obliczania błędu wartości wynika, że staranniej powinniśmy mierzyć wielkość h1.
Metoda Clementa i Desermesa pozwala w prosty sposób wyznaczyć współczynnik adiabaty, nie wymaga ona specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego.
1
2