2id137

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

CV* _ | | TA/> 2 1 1

co możemy zapisać w postaci:

= r^£—^

2 nCyT

Funkcja Ap = f(V’J) ma postać liniową Ąp = a-V*■ 8 więc jest prostą o nachyleniu:

mM,

2 ncy T

Pomiar polega na wyznaczeniu powyższej funkcji i na graficznym lub analitycznym wyznaczeniu współczynnika a. Znając go, łatwo już obliczyć wartość ciepła molowego c_v:

(11.5)

PC

2 naT

W celu wyliczenia ilości moli gazu korzystamy z zależności n = Y„jV₆ j gdzie oznacza objętość naczynia z gazem, natomiast V₀ objętość mola gazu przy określonym ciśnieniu i temperaturze.

11.2. Opis układu pomiarowego

Zdjęcie układu przedstawia rys. 11.1. Kondensator rozładowuje się poprzez spiralę o oporze kilkudziesięciu omów. Powoduje to wzrost temperatury i ciśnienia gazu w naczyniu. Ponieważ objętość naczynia znacznie przewyższa objętość manometru, przemianę można uważać za izochoryczną.

Rozładowanie kondensatora i ogrzanie gazu zachodzi w czasie rzędu 1 s. Przy dostatecznie dobrej izolacji cieplnej gaz nie zdąży wówczas przekazać przyrostu energii ściankom naczynia.

11.3. Przeprowadzenie pomiarów

1. Wyrównać ciśnienie w zbiorniku z ciśnieniem atmosferycznym przez otwarcie zaworu umieszczonego w głowicy - wyrównają się wysokości słupków cieczy w obu ramionach manometru, następnie zamknąć zawór. Zapamiętać zerowe położenie skali do odczytywania zmian ciśnienia. Zanotować aktualne wartości:

•    temperatury otoczenia T

•    ciśnienia atmosferycznego p_a,

•    objętości naczynia V„.

Oszacować ich niepewności maksymalne Ar, Ap_a, ffiL

2.    Ustawić wyłącznik P w położeniu „Ładowanie", następnie ustawić przy pomocy zasilacza napięcie o wartości 20 V. W ten sposób kondensator zostanie naładowany do żądanego napięcia (w tym wypadku do 20 V).

3.    Rozładować kondensator przez opór | (wyłącznik P w położeniu „Rozładowanie”), zanotować maksymalną zmianę wysokości słupa cieczy Ali, która nastąpiła w jednym z ramion manometru. Wówczas wyznaczona zmiana ciśnienia A/j = 2 • p • g • Aft (gdzie p - gęstość cieczy w manometrze równa (0,790±0,001) g/cm³).

4.    Po powrocie ciśnienia do poprzedniego stanu pomiar powtórzyć przynajmniej 10 razy. Do obliczeń przyjąć średnią wartość wysokości słupa cieczy.

5.    Powtórzyć pomiary (według punktów 2-4) dla co najmniej 10 napięć zawartych w przedziale od 20 do 40 V.

Uwaga: Ze względu na liniową zależność przyrostów ciśnienia do kwadratów napięcia kondensatora wygodnie jest dobrać przedziały napięcia nieliniowo tak, aby przyrosty kwadratów napięć były sobie równe, np. dla napięć 20,00; 22,36; 24,49; 26,46; 28,28; 30,00; 31,62; 33,17; 34,64; 36,05; 37,42; 38,73 i 40,00 V ich kwadraty są równo odległe i wynoszą; 400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400, 1500,1600 V².