Informatyka I |
Piotr Ciupke |
Nr zadania: 3 |
3 marzec 2008 |
„WYZNACZANIE STOSUNKU CP/CV DLA POWIETRZA METODĄ CLEMENTA-DESORMESA”
|
|
Ocena :
|
|
|
|
||
Informacje wstępne:
Gaz jest określany za pomocą 4 parametrów:
|
||
Temperatura T
Masa m
Ciśnienie p
W przypadku, w którym masa gazu jest stała zmiana jednego z pozostałych parametrów powoduje zmianę pozostałych trzech parametrów gazu. Parametry, które określają stan gazu są ze sobą ściśle powiązane. To powiązanie obrazuje wzór gazu doskonałego:
Gaz doskonały - zwany gazem idealnym jest to abstrakcyjny, matematyczny model gazu, spełniający następujące warunki:
brak oddziaływań międzycząsteczkowych z wyjątkiem odpychania w momencie zderzeń cząsteczek
objętość cząsteczek jest znikoma w stosunku do objętości gazu
zderzenia cząsteczek są doskonale sprężyste
cząsteczki znajdują się w ciągłym chaotycznym ruchu
Opis ćwiczenia:
Zestaw wykorzystany w ćwiczeniu składa się balonu szklanego B o pojemności kilkudziesięciu litrów wypełnionego powietrzem. Balon połączony jest z manometrem wodnym M na którym zaznaczona jest podziałka pozwalająca mierzyć różnicę ciśnień atmosferycznego i ciśnienia powietrza w balonie. Oprócz tego druga rurka łączy balon z pompką P lub z powietrzem atmosferycznym A przez zawór Z.
Rysunek schematyczny układu pomiarowego
Tabela pomiarów:
Lp. |
h1 [cm] |
h2 [cm] |
h1-h2 [cm] |
|
1 |
15 |
3 |
12 |
1,25 |
2 |
14,1 |
2,9 |
11,2 |
1,26 |
3 |
13,5 |
2,4 |
11,1 |
1,22 |
4 |
12,7 |
2,2 |
10,5 |
1,21 |
5 |
12 |
2,1 |
9,9 |
1,21 |
6 |
12,6 |
2,5 |
10,1 |
1,25 |
7 |
12 |
2,2 |
9,8 |
1,22 |
8 |
13 |
3,2 |
9,8 |
1,33 |
9 |
12,2 |
2,1 |
10,1 |
1,21 |
10 |
12,6 |
2,1 |
10,5 |
1,2 |
11 |
11,5 |
2 |
9,5 |
1,25 |
Obliczenia:
Wartość średnia 
=1,24
(1,25+1,26+1,22+1,21+1,21+1,25+1,22+1,33+1,21+1,2+1,25) / 11 = 1,24
Niepewność pomiarowa typu A
i |
Xi |
Xi-Ẋ |
(Xi-Ẋ)2 |
1 |
1,25 |
0,01 |
0,0001 |
2 |
1,26 |
0,02 |
0,0004 |
3 |
1,22 |
-0,02 |
0,0004 |
4 |
1,21 |
-0,03 |
0,0009 |
5 |
1,21 |
-0,03 |
0,0009 |
6 |
1,25 |
0,01 |
0,0001 |
7 |
1,22 |
-0,02 |
0,0004 |
8 |
1,33 |
0,09 |
0,0081 |
9 |
1,21 |
-0,03 |
0,0009 |
10 |
1,2 |
-0,04 |
0,0016 |
11 |
1,25 |
0,01 |
0,0001 |
|
|
|
|
Korzystając z obliczonej wartości średniej obliczam średni błąd kwadratowy współczynnika :
Końcowy wynik niepewności pomiarowej typu A wynosi:
X= 1,361(11)
Wnioski :
Dla powietrza suchego wartość współczynnika ℵ wynosi 1.403, pod ciśnieniem 760mm Hg, oraz w temperaturze 15°. Ćwiczenie zostało wykonane w zupełnie innych warunkach, co wyjaśnia rozbieżność m pomiędzy wynikam z tablic a wynikiem uzyskanym w ćwiczeniu. Na wynik duży wpływ miały błędy przy odczycie wartości ze skali manometru. Przyjęto błąd odczytu : Δh1=Δh2 =0.1cm
Końcowa wartość współczynnika ℵ otrzymana w ćwiczeniu wynosi :
=1,24±0,011
1
