Wyznaczanie stosunku dla powietrza metodą Clement ' a - Desormes'a
Do pomiaru stosunku używamy urządzenia składającegosię z balona szklanego o pojemnosci
kilkudziesieciu litrów ,zawierającego powietrze . Balon zaopatrzony jest w manometr wodny z podziałką
pozwalającą zmierzyć różnicę pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym , a ciśnieniem gazu zamkniętego w
balonie.Druga rurka szklana wprowadzona do balonu posiada zawór pozwalający na połączenie balonu z
powietrzem atmosferycznym,bądż z pompką (gruszką gumową).Zakładajmy , że ciśnienie w balonie jest o
wyższe od ciśnienia atmosferycznego . Otwierając zawór powodujemy połączenie balonu z atmosferą.Gaz
zawarty w balonie rozpręża się adiabatycznie i ciśnienie gazu w balonie obniża się do wartości ciśnienia
atmosferycznego.Wraz z ciśnieniem obniża się temperatura gazu w balonie .Po zamknięciu zaworu ,gaz będzie
się ogrzewał do temperatury otoczenia w sposób izochoryczny . Ciśnienie gazu w balonie wzrośnie o
.Zmianę objętości gazu możemy zaniedbać,poniewaz jest ona bardzo mała w porównaniu z całkowita
objętosścią balonu.Aby wyznaczyć wartość stosunku musimy znależć związek między zmiana ciśnienia
w czasie rozprężania adiabatycznego , w czasie sprężania izotermicznego i wartością .
=const. równanie przemiany adiabatycznej w postaci podanej przez Poissona
PV=const. równanie przemiany izotermicznej
Powyższe zależności logarytmujemy , a nastepnie różniczkujemy:
Następnie przechodzimy na przyrosty skończone :
- zmiana ciśnienia w czasie sprężania izotermicznego
Przekształcamy ,dzielimy stronami i orzymujemy wzór na
Ponieważ zmiany ciśnienia mierzymy poprzez pomiar różnicy cieczy w manometrze , korzystamy z wzoru
i ostatecznie uzyskujemy
- różnica poziomów cieczy w manometrze wytworzona za pomocą pomki
- różnica poziomów cieczy w manometrze powstała po adiabatycznym rozprężeniu gazu
OPIS ĆWICZENIA
----------------------------
1.Kurek zaworu ustawiamy w położeniu łączącym pomkę z balonem i wytwarzamy nadwyżkę ciśnienia w balonie .
2.Za pomocą kurka łączymy balon z powietrzem atmosferycznym.Po wyrównaniu się poziomów cieczy poprzez zawór zamykamy balon iczekamy ,aż do ustalenia się różnic poziomów cieczy w manometrze i odczytujemy jej wartość.Pomiary powtarzamy 10-krotnie .
3.Obliczamy średnią wartość arytmetyczną uzyskaną w wyniku 10 pomiarów i liczymy błąd średni kwadratowy
średniej arytmetycznej . Otrzymane wyniki porównujemy z teoretycznymi wartościami dla gazów jedno- dwu- i trójatomowych.
AD3 RACHUNEK BŁĘDÓW
-------
Błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej
- odchylenie wartości poszczególnego pomiaru od wartości średniej
Obliczamy średnią wartość arytmetyczną
Obliczamy
Czyli
Błąd względny rzeczywisty
Gazy 1-atomowe i=3
Gazy 2-atomowe i=5
Gazy 3-atomowe i=6
grzeszny_sen