Определение отношений теплоемкостей воздуха методом адиабатического расширения (методом Клемана-Дезорма). Вариант 2

Белорусский государственный университет

Химический факультет

Лабораторная работа №12

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЙ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ

ВОЗДУХА МЕТОДОМ АДИАБАТИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ

(МЕТОДОМ КЛЕМАНА–ДЕЗОРМА)»

Выполнили:  студентки I курса

7 группы

Кулинкина Анна Николаевна

Рогова Оксана Анатольевна

Минск 2010

Цель: определить отношение С_Р к С_V воздуха методом адиабатического расширения с предельной относительной погрешностью e, не превышающей 5 %.

Оборудование и принадлежности: установка для проведения измерений.

Описание установки

Рисунок 1

Установка для проведения измерений состоит из баллона с воздухом А, манометра В (рис. 1) и насоса.

Расчётные формулы.

(1) 

где  h₁,h₂- разности уровней в коленах манометра ,

DР₁- изменение давления сжатого газа,

DP₂-изменение давления газа в сосуде после закрытия крана,

g-отношение теплоемкостей

Формулы для расчёта погрешностей.

(2) 

где         Dx_min – абсолютная минимальная погрешность прямых измерений;

Dx_приб. – приборная погрешность;

Dx_округ. – погрешность округлений.

(3) 

где         Dx_приб. – приборная погрешность;

δ – предельная приборная погрешность (равняется 0,5 мм – для шкалы манометра).

(4) 

где         Dx_округ. – погрешность округлений;

p = 0,95 – доверительная вероятность;

h – интервал округления (равняется 1 мм – для шкалы манометра).

(5)   

(6) 

(7) 

Таблицы с данными, полученными в эксперименте

Таблица 1

Расчёт искомых величин.

<γ>=

Расчет погрешностей:

H _прибл. =∙0,5∙10^-3=0,333∙10^-3  (м)

h_окр=0,95∙∙10^-3=0,475∙10^-3 (м)

e =

Окончательный результат измерений:

g=(1,232 ±0,006),  e=0,49%, при р=0,95

Вывод: В ходе каждого опыта измерили две величины h₁ и h_2. Величина h₁ обусловлена тем, что после того как в сосуд был накачан воздух, его давление в сосуде стало больше атмосферного, и оно понизило уровень воды в правой трубке манометра. Величина h₂ возникла в результате того, что газ, охладившийся при расширении (когда открыли клапан и давление газа в сосуде стало равным атмосферному), спустя некоторое время вновь нагрелся до комнатной температуры и его давление при этом увеличилось, оно стало больше атмосферного и, следовательно, снова понизило уровень воды в правой трубке манометра.

На основании данных проведённого эксперимента определили отношение теплоёмкостей воздуха, среднее значение которого получили равным 1,232. Это означает, что для повешения температуры воздуха на один градус кельвина при изобарном процессе ему необходимо сообщить в 1,232 раза больше теплоты, чем при изохорном.