Ćwiczenie Nr 106

Temat: Wyznaczanie stosunku
dla powietrza metodą Clementa-Desormesa

1. LITERATURA

a) Sz.Szczeniowski, Fizyka dośw., cz. II, PWN, W-wa 1971.

b) Praca zbiorowa pod red. T.Rewaja, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki w politechnice, PWN, W-wa 1978.

2. TEMATY TEORETYCZNE

a) I zasada termodynamiki,

b) definicje ciepła molowego gazu w stałym ciśnieniu i stałej objętości,

c) zasada ekwipartycji energii,

d) prawa przemian gazowych.

3. METODA POMIAROWA

Wyznaczenie χ metodą Clementa-Desormesa wymaga przeprowadzenia z powietrzem w butli kolejno przemiany adiabatycznej i izochorycznej. Korzystając z praw opisujących te przemiany, otrzymuje się związek

gdzie
, h₁ - nadwyżka ciśnienia w butli nad ciśnieniem atmosferycznym mierzona w mm H₂O przed rozprężeniem adiabatycznym, h₂ - nadwyżka ciśnienia nad ciśnieniem atmosferycznym po zakończeniu przemiany izochorycznej.

4. zestaw pomiarowy

Butla szklana o dużej pojemności z zaworem zamykającym dopływ powietrza do butli, manometr wodny, pompka

5. Czynności pomiarowe

a) ustalić stan początkowy gazu w butli (stan I: p = p_o +h₁, T = T_o, V = V_o):

• przy pomocy pompki zwiększyć ciśnienie gazu w butli do wartości wyrażającej się różnicą słupków wody w manometrze od 30 do 40 cm i zamknąć zawór (gaz w butli nieco się ogrzeje),

• odczekać (nie mniej niż 5 minut) do momentu wyrównania się temperatury powietrza w butli z temperaturą otoczenia

• zmierzyć h₁;

b) przeprowadzić adiabatyczne rozprężenie gazu (od stanu I do stanu II: p = p_o, T = T_o - Δt, V = V_o + ΔV):

• otworzyć zawór na bardzo krótki czas, by ciśnienie w butli zrównało się z ciśnieniem atmosferycznym (zamknąć zawór, gdy słupki wody w manometrze mijają się)

c) przemiana izochoryczna (od stanu II do stanu III: p = p_o + h₂, T = 0, V = V_o + ΔV)

• odczekać nie mniej niż 5 minut, aby nastąpiło ogrzanie powietrza w butli do temperatury otoczenia,

• odczytać stan manometru h₂,

d) pomiary wpisać do tabeli

Nr pomiaru	h1	h2	χ	Δχ
1 . . . 5

e) czynności od (a) do (d) powtórzyć co najmniej pięciokrotnie.

6. Czynności obliczeniowe

a) obliczyć χ dla każdego pomiaru i niepewność Δχ ( niepewność maksymalną, metodą różniczki zupełnej):

b) obliczyć średnią ważoną wartość
i niepewność średniej ważonej
:

c) Wynik końcowy zapisać w postaci:

---