pobierz - if univ rzeszow pl

MGR 3
3. Termodynamika.
• Pierwsza zasada termodynamiki.
• Przemiany gazu doskonałego.
• Przemiany gazowe. Ciepło właściwe gazów.
• Prawa gazowe: Boyle'a i Mariotte'a, Gay-Lussaca,
Charlesa.
• Obieg Joule'a. Obieg Carnota.
• Zasada działania silników cieplnych.
Ćw.
1. Sprawdzanie słuszności prawa Boyle'a i Mariotte'a
2. Wyznaczanie współczynnika prężności gazów,
3. Sprawdzanie słuszności I zasady termodynamiki.
Sprawdzanie słuszności prawa Boyle’a –
Mariotte’a
•
Rurkę Meldego ustawiamy
kolejno w różnych pozycjach
( np. pionowo – otworem w górę,
pionowo-otworem
w
dół
i poziomo), obliczając za każdym
razem ciśnienie wywierane na
powietrze zamknięte w rurce. Jest
ono w każdym przypadku równe
sumie ( algebraicznej) ciśnień:
atmosferycznego
i hydrostatycznego ( wywieranego
przez
rtęć).Aktualną
wartość
ciśnienia
atmosferycznego
odczytujemy z barometru.
• Kładziemy rurkę poziomo. Na podziałce odczytujemy długość
„ l ” słupka powietrza. Ciśnienie powietrza zamkniętego
słupkiem rtęci równa się w tej pozycji rurki ciśnieniu
atmosferycznemu, czyli może być odczytane z barometru
p=B
• Następnie ustawiamy rurkę pionowo, otwartym końcem do
góry. Powietrze zamknięte zajmuje część rurki o długości „l1”.
Jego ciśnienie p1=B+h , gdzie h jest długością słupka rtęci.
• Odwracamy rurkę o 1800 końcem otwartym na dół. Objętość
powietrza wzrasta i wynosi S ⋅ l 2 . S - pole przekroju rurki
Natomiast ciśnienie jest mniejsze: p2=B – h.
• Otrzymane wyniki podstawiamy do wzoru pV=const.
Przeprowadzamy
analizę
niepewności
pomiarowych
i formułujemy wnioski ostateczne.
Wyznaczanie współczynnika prężności gazów
( w oparciu o prawo Charles’a)
• Zanurzamy zbiornik, w którym
znajduje
się
powietrze
w naczyniu
z
topniejącym
lodem ( rys.49.1). Po kilku
minutach powietrze w zbiorniku
przybierze
temperaturę
topniejącego lodu t0, a poziom
wody w lewej rurce nieco się
podniesie
( około 50 cm)
i zatrzyma
w
miejscu.
Obniżamy prawą rurkę tak, aby
w rurce lewej wody doszła do
poziomu przed zanurzeniem
w naczyniu. Powstanie różnica
poziomów wody h1. Nie
powinna ona przekraczać 60
cm.
• Usuwamy naczynie z lodem i na
jego
miejsce
ustawiamy
naczynie z ciepłą wodą, której
temperatura jest stała i wynosi
t0C.
Ciśnienie
powietrza
w zbiorniku wzrasta, czego
dowodzi obniżenie się poziomu
wody w lewej rurce. Podnosimy
rurkę prawą tak, aby poziom
wody
w
lewej
przyjął
poprzednią wartość. Teraz
różnica
poziomów
wody
w rurkach jest h2.
• Obliczamy ciśnienie gazu w naczyniu w temperaturze topniejącego
lodu. Przyrost ciśnienia gazu wywołany zmianą temperatury jest
równy sumie wysokości słupków h2 + h1 wody
• Uzyskane
wartości
otrzymujemy
β=
1
1
= 0,00367 0
0
273 C
C
podstawiamy
do
wzoru
β=
p − p0
p0 ⋅ ∆t
B + h2 − (B − h1 ) h2 + h1
=
i powinno być bliskie
p0 ⋅ ∆t
p0 ⋅ ∆t