WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
WYDZIAŁ MECHATRONIKI I LOTNICTWA
ĆWICZENIE LABORATORYJNE
PRZEDMIOT: FIZYKA
TEMAT: Pomiar ciepła molowego powietrza metodą rozładowania kondensatora.
Prowadzący: mgr. inż. Mikołaj Zarzycki
Sprawozdanie wykonał: Michał Bartoszewski
Grupa: L2X1S1
Data wykonania ćwiczenia: 6.04.2013r.
W ćwiczeniu wyznacza się ciepło molowe Cv powietrza poprzez przeprowadzenie przemiany izochorycznej gazu. Na podstawie zależności: i możemy zapisać, że dla n moli gazu ciepło dostarczonego układu w warunkach zachowania stałej jego objętości jest magazynowane w postaci przyrostu energii wewnętrznej dU zgodnie ze wzorem:
gdzie dT oznacza przyrostu temperatury.
Z równania gazu doskonałego wynika, że Dla skończonych przyrostów mamy zależność:
W eksperymencie ogrzewanie gazu realizuje się przez rozładowywanie kondensatora o pojemności C naładowanego do napięcia Vm przez spiralę oporową. Energia zgromadzona w kondensatorze w spirali zamienia się na ciepło, a to z kolei ogrzewa gaz podwyższając jego energię wewnętrzną o ΔU.
co można zapisać w postaci:
Funkcja ma postać , a więc jest prostą o nachyleniu
Pomiar polega na wyznaczeniu powyższej funkcji i na graficznym lub analitycznym wyznaczeniu współczynnika b. Znając go łatwo już obliczyć wartość ciepła molowego Cv:
W celu wyliczenia ilości moli gazu korzystamy z zależności , gdzie Vn oznacza objętość naczynia z gazem, natomiast V0 objętość mola gazu przy określonym ciśnieniu i temperaturze.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepła molowego powietrza na podstawie przemiany izochorycznej gazu.
U(V)
∆h[m]
∆p[Pa]
1
20,2
0,0021
32,54958
2
22,3
0,0024
37,19952
3
24,49
0,0029
44,94942
4
26,46
0,0037
57,34926
5
28,28
0,0041
63,54918
6
30
0,0048
74,39904
7
31,6
0,0056
86,79888
8
33,2
0,0067
103,8487
9
36
0,0077
119,3485
10
40
0,009
139,4982
Dane odczytanie podczas wykonywania ćwiczenia:
T=293±0,1 [K] – temperatura otoczenia
P=1011±1 [hPa] – ciśnienie otoczenia
C = 10000 ± 5% [μF] – pojemność kondensatora;
Vn=2900cm3 ± 10cm3 - pojemność naczynia
Obliczenie ciśnienia w ramionach manometru:
Δp=2ρg Δh śr
gdzie:
ρ=790 kg/m3 - gęstość cieczy manometrycznej;
g=9,81m/s2 - przyspieszenie ziemskie;
Δh - zmiana wysokości słupa cieczy w manometrze
Lp.
michael5262