Wyznaczanie wartości =Cp/Cv dla powietrza

metodą Clementa i Desomesa

1. Cel ćwiczenia :

- wyznaczenie wartości  = Cp / Cv dla powietrza metodą Clementa i Desormesa

2. Przyrządy pomiarowe :

- butla szklana o pojemności około 10 litrów

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

- 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

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)

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.

L.p.	h₁	h₂	h₁-h₂	χ	χ±Δχ
-	[mm]	[mm]	[mm]	-	-
1	136	29	107	1,271	1,27±0,03
2	127	27	100	1,270	1,27±0,03
3	93	9	84	1,107	1,11±0,03
4	157	37	120	1,308	1,31±0,03
5	140	32	108	1,296	1,30±0,03
6	115	20	95	1,210	1,30±0,03
6	151	37	114	1,325	1,32±0,03
6	160	40	120	1,333	1,33±0,03