I ED |
kłyś paweł
|
grupa l3
|
98-III-16
|
Wyznaczanie wartości =Cp/Cv dla powietrza metodą Clementa i Desomesa
|
Ćwiczenie Nr 5 |
1. Cel ćwiczenia :
- wyznaczenie wartości = Cp / Cv dla powietrza metodą Clementa i Desormesa
2. Przyrządy pomiarowe :
- butla szklana o pojemności około 10 litrów
- pompka tłocząca
- manometr
3. Program ćwiczenia :
- zamknąć kurek K1 i zagęszczać w butli powietrze za pomocą pompki do momentu ,
gdy różnica poziomów cieczy manometrycznej wyniesie kilka podziałek
- odczekać kilka minut , by różnica poziomów w manometrze ustaliła się , odczytać
ją i oznaczyć h1
- otworzyć kurek K1 ( około 0.2 - 0.5 sekundy ) aby ciśnienie w butli wyrównało się
z ciśnieniem atmosferycznym
- odczekać kilka minut , aż wskazania manometru ustalą się . Zapisać nadwyżkę
ciśnienia h2 . Obliczyć wartość
- w celu osiągnięcia lepszej dokładności należy pomiary wykonać kilkakrotnie , za
każdym razem ponawiając sprężenie gazu .
- przeprowadzić dyskusję błędów metodą różniczkową
4. Tabelka z wynikami pomiarów
L.p. |
h1 |
h2 |
h1-h2 |
χ |
χ±Δχ |
- |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
- |
- |
1 |
102 |
22 |
80 |
1,28 |
1,28±0,04 |
2 |
71 |
15 |
56 |
1,27 |
1,27±0,05 |
3 |
93 |
16 |
77 |
1,21 |
1,21±0,04 |
4 |
81 |
18 |
63 |
1,29 |
1,29±0,05 |
5 |
69 |
15 |
54 |
1,28 |
1,28±0,06 |
6 |
82 |
19 |
63 |
1,30 |
1,30±0,05 |
5. Wstępna dyskusja błędów
Podczas wykonywania pomiarów mogły wystąpić błędy związane z niedokładnym
odczytem wartości ciśnień h1 oraz h2 mierzonych w milimetrach słupa cieczy
manometrycznej . Wartości powyższe odczytywane były z uwagi na dokładność
podziałki , z dokładnością 1 mm . Błąd odczytu powiększało również zjawisko
menisku wklęsłego w rurce szklanej manometru . Zakładam, że błąd spowodowany
tym zjawiskiem rzutował na wynik pomiaru błędem odczytu rzędu 1 mm .
Biorąc pod uwagę powyższe błędy oraz błąd niedokładnego odczytu przez
przeprowadzającego pomiary , zakładam że całkowity błąd wnoszony podczas
pomiaru wynosi odpowiednio : h1= 2 mm oraz h2= 2mm .
6. Przykładowe obliczenia
Wartość wykładnika adiabatycznego obliczamy ze wzoru :
h1 / (h1-h2)
Δh1 = 2 mm
Δh2 = 2 mm
7. Dyskusja błędów
Na dokładność pomiaru wartości współczynnika χ dla powietrza wpływa dokładność pomiaru wielkości służących do obliczenia tego współczynnika oraz poprawność budowy i działania układu pomiarowego. W czasie ćwiczenia mogło nastąpić ulatnianie się sprężonego gazu z butli w wyniku nieszczelności układu, czyli mogło dojść do wymiany ciepła z otoczeniem. W wyniku tego ciśnienie gazu w butli spadało, powodując błędne ustalenie się słupa cieczy w manometrze, czyli wartość ciśnienia h2 była za mała. Poza tym mógł wystąpić zbyt krótki czas ustalania się poziomu cieczy manometrycznej po sprężaniu i rozprężaniu gazu. Jednak wydłużenie tego czasu zwiększałoby wpływ nieszczelności układu. Ważny dla dokładności wyniku doświadczenia był czas otwarcia kurka K1 w celu wyrównania ciśnienia gazu w butli z ciśnieniem atmosferycznym. Zbyt długie otwarcie zaworu mogło spowodować pobieranie przez gaz ciepła z otoczenia podczas rozprężania, a więc rozprężanie nie byłoby w pełni adiabatyczne. Również osłona butli mogła być niewystarczającym izolatorem cieplnym i umożliwić wymianę ciepła z otoczeniem. Poza tym możliwy był błędny odczyt wartości pomiarów h1 i h2 na podziałce, na co dodatkowo miało wpływ występowanie zjawiska menisku wklęsłego w rurce szklanej manometru.
1