W Y D Z I A Ł N A U K T E C H N I C Z N Y C H

SPRAWOZDANIE

Fizyka laboratorium. Mechanika i Budowa Maszyn

Mariusz Drozd

Temat: Pomiar wilgotności powietrza za pomocą psychrometru. Wyznaczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego.

I Wstęp teoretyczny:

Wilgotnością bezwzględną powietrza nazywamy masę pary wodnej zawartej w 1
powietrza.

Wilgotnością względną powietrza nazywamy stosunek masy pary wodnej
zawartej w pewnej objętości

powietrza do tej masy pary wodnej
, która by tę objętość w danej temperaturze nasyciła.

.
.

Masa pary m w danej objętości zależy od gęstości ρ ( m = ρ υ ), a gęstość jest wprost proporcjonalna do ciśnienia „p” m = a p stąd :

- prężność pary wodnej zawartej w powietrzu w pewnej temperaturze

- prężność pary wodnej nasyconej w tej temperaturze

Wilgotność względną wyrażamy zwykle w % :

Prężność pary wodnej nasyconej w temperaturze termometru mokrego obliczamy ze wzoru:

k - stały współczynnik charakterystyczny dla danego układu (przyrządu)

b - ciśnienie atmosferyczne

- temperatura termometru suchego

- temperatura termometru mokrego

p - prężność pary wodnej nasyconej w temperaturze termometru mokrego

Temperatura wielkość charakteryzująca stopień ogrzania danego ciała.

λ oznacza ilość energii przepływającej w jednostce czasu przez powierzchnię 1
, prostopadłą do kierunku przepływu energii, przy spadku temperatury wynoszącym 1K na 1m.

Współczynnik przewodzenia λ jest równy:

Ciepło

Energia wewnętrzna zmienia się, kiedy układ styka się z ciałem układem o innej temperaturze, wówczas następuje transport energii wewnętrznej z ciał układów o wyższej temperaturze do ciał układów o niższej temperaturze. Ten sposób wymiany energii wewnętrznej pod wpływem różnicy temperatur nazywa się ciepłem.

Transport energii - przewodnictwo cieplne

Przez przewodnictwo cieplne rozumiemy przenoszenie energii cieplnej wywołane istnieniem gradientu temperatury.

Różnica temperatury w różnych obszarach wiąże się z istnieniem różnic energii kinetycznych cząstek w tych obszarach. Ale z biegiem czasu na skutek nieuniknionych zderzeń międzycząsteczkowych odbywa się stopniowe wyrównywanie się średnich E_k a tym samym i temperatur. Każda z cząstek przenosi przez przekrój B tę ilość energii, którą uzyskała w czasie ostatniego zderzenia, które nastąpiło w odległości równej średniej drodze swobodnej l od przekroju B. Ponieważ gradient temperatury w obszarze między A i C równa się dT/dx, a więc różnica temperatur na odległości l wynosi (dT/dx)l, z tym że po prawej stronie od B mamy spadek temperatury równy (-dT/dx)l, po lewej stronie zaś wzrost równy (dT/dx)l. Jeżeli założymy, że przekrojowi B odpowiada temperatura T, to energię kinetyczną cząsteczki dochodzącej do B od lewej strony można wyrazić wzorem

natomiast z prawej:

m-masa cząsteczki

Oznaczając liczbę cząstek w jednostce objętości n, a ich prędkość średnią przez v_ŚR.. Wtedy energia przeniesiona w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię wyciętą z B wyrazi się wzorem:

II Zestawienie wyników:

1). Pomiar współczynnika przewodzenia cieplnego:

Wymiary cylindra pomiarowego pomiarowego:

= 36,9 mm

= 26,22 mm

l = 113 mm

d = 15,9 mm

η = 0,3

Wzór do obliczenia współczynnika :

a:) tabela pomiarowa:

l.p.	[K]	[K]	[K]	U [V]	I [A]	λ
1	343,25	337,25	6	150	0,1075	0,388
2	344,15	338,15	6	150	0,1075	0,388
3	344,25	338,25	6	150	0,1075	0,388
4	344,65	338,65	6	150	0,1075	0,388

2.) Pomiar wilgotności powietrza za pomocą psychrometru

b = 751mm Hg * 133,3N/
=1001,083hPa

k = 0,00046

wzory obliczeniowe:

a:) tabela pomiarowa:

L.p.			p	b			W
1	294,35	291,35	2090,144	1001,08	2088,763	2519,37	82,908
2	294,45	291,35	2090,144	1001,08	2088,763	2568,691	81,314
3	294,6	291,3	2090,144	1001,08	2088,763	2612,68	79,941

3.) Błędy:

=

=

=

=

=

=

=

6,869*10^-11	1,617*10^-5	8,123*10^-6	0,004146	0,000907	1,71639*10^-9	1,219*10^-9	0,02628
6,86*10^-11	1,6171*10^-5	8,1231*10^-6	0,004204	0,000919	1,716*10^-939	1,219*10^-9	0,026349
6,86*10^-11	1,6171*10^-5	8,123*10^-6	0,004211	0,00092	1,716*10^-939	1,219*10^-9	0,026357
6,869*10^-11	1,617*10^-5	8,123*10^-6	0,004237	0,000925	1,716*10^-939	1,219*10^-9	0,026388

0,552596

l.p.	P2
1	2519,370	0,000219
2	2568,691	0,000215
3	2612,680	0,000211

2,41428

2,414326

2,414418

=2519,370	=0,260369
=2568,691	=0,252273

4

---