Pomiar ciepła właściwego gazów-sprawozdanie

Wstęp
Celem ćwiczenia jest pomiar ciepła właściwego gazów. Układ pomiarowy
Do pomiaru ciepła właściwego gazów (w naszym przypadku było to powietrze) użyliśmy urządzenia składającego się ze zbiornika szklanego o pojemności V, zawierającego powietrze. Zbiornik zaopatrzony jest w manometr wodny (ururkę) z podziałką 5 mm H2O pozwalającą zmierzyć różnicę pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym , a ciśnieniem gazu zamkniętego w zbiorniku. Do zbiornika zamontowana jest pompa próżniowa, a także zawór implozyjny. Schemat stanowiska pomiarowego
P - pompa próżniowy, B - zbiornik z badanym gazem, 5 - zawór implozyjny, M - ururka, Z - zawór odcinający. Wykonanie ćwiczenia:
Dzięki pompie próżniowej wytwarzamy podciśnienie w zbiorniku z badanym gazem.
Po odczekaniu aż temperatura w zbiorniku wyrówna się z temperaturą otoczenia i wahanie cieczy w manometrze się ustabilizuje odczytujemy pomiar Δp1.
Szybko otwieramy i zamykamy zawór implozyjny aby umożliwić przepływ gazu z otoczenia do zbiornika.
Po odczekaniu aż temperatura w zbiorniku wyrówna się z temperaturą otoczenia i wahanie cieczy w manometrze się ustabilizuje odczytujemy pomiar Δp2.
Powtarzamy pomiar trzykrotnie.
Wyniki i ich opracowanie
Odczyty wskazań manometru cieczowego były prowadzone w mm H2O i jako że ta jednostka nie jest zawarta w tablicach SI, następuje konieczność zamiany mm H2O na Pascale. Tabela pomiarowa
Wielkość symbolu
Δp1
Δp1 śr.
Δp2
Δp2 śr.
cv
cp
Jednostka miary
Pa·103
Pa·103
Pa·103
Pa·103
1
6,90
6,95
2,20
2,25
600
887
2
6,90
2,15
3
7,00
2,35
Dokładność pomiaru ciśnienia Δ(Δp)= 0,05·103 Pa
Obliczanie średniej arytmetycznej: Gdzie:
n - liczba pomiarów
pi - kolejne pomiary
Przykładowe obliczenia:
Biorąc pod uwagę fakt, że do odczyt poszczególnych pomiarów był dokonywany z dokładnością do 5 mm H2O czyli w przybliżeniu 0,05·103 Pa musimy przybliżyć wynik do:

(…)

… - liczba pomiarów
pi - kolejne pomiary
Przykładowe obliczenia:
Biorąc pod uwagę fakt, że do odczyt poszczególnych pomiarów był dokonywany z dokładnością do 5 mm H2O czyli w przybliżeniu 0,05·103 Pa musimy przybliżyć wynik do:
Obliczanie ciepła właściwego:
Gdzie:
cv, cp - ciepło właściwe
R - stała gazowa
Δpśr. - pomiary
Wartość stałej gazowej dla powietrza odczytanej z tablic wynosi: Obliczenia:
Z tablic odczytaliśmy wartości cv i cp dla powietrza, które wynoszą odpowiednio:
Do odczytania wartości tablicowych posłużyliśmy się książką S. Wilk - „Termodynamika Techniczna”, s. 231, tablica 1.
Rachunek błędów
Obliczamy błąd względny pomiaru:
Wnioski
Ćwiczenie wykazało dużą rozbieżność wartości ciepła właściwego obliczonego podczas ćwiczenia a wartościami odczytanymi z tablic.
Gdzie ciepło właściwe z obliczeń…
... zobacz całą notatkę