COEFICIENTUL ADIABATIC AL AERULUI referat





UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCURE{TI

CATEDRA DE FIZIC|






LABORATORUL DE TERMODINAMICA SI FIZICA STATISTICA













DETERMINAREA COEFICIENTULUI ADIABATIC

AL AERULUI UTILIZAND METODA

CLÉMENT-DESORMES





















DETERMINAREA COEFICIENTULUI ADIABATIC

AL AERULUI UTILIZAND METODA CLÉMENT-DESORMES



1.Scopul lucrarii

Lucrarea are drept scop determinarea coeficientului adiabatic al aerului, presupus gaz ideal si supus unor transormari termodinamice simple.


2.Teoria lucrarii

Capacitatea calorica molara a unei substante reprezinta cantitatea de caldura schimbata cu exteriorul de un mol din acea substanta pentru a-si varia temperatura cu un grad


(1)


Daca schimbul de caldura `ntre substanta si mediul exterior are loc la presiunea constanta sau la volum constant, capacitatile calorice molare corespunzatoare vor fi , respectiv , iar raportul

(2)


se numeste coeficient adiabatic.

Diferenta `ntre cele doua capacitati calorice molare depinde de substanta considerata,iar pentru gazele ideale:


(3)

(relatia lui Robert-Mayer)

Tot `n cazul gazelor ideale,cele doua capacitati calorice molare depind de numarul i de grade de libertate a particulelor din care e compus gazul:


(4)

unde R este constanta universala a gazelor ideale (R = 8,310 J/mol K)



An acest caz


(5)

Pentru gazele ideale monoatomice i=3,pentru cele cu molecule liniare i = 5, etc.

An cazul gazelor reale, expresia coeficientului g e mai complicata si e legata de ecuatia termica de stare a gazului respectiv.

Determinarea coeficientului adiabatic este foarte importanta deoarece intervine `n probleme legate de propagarea sunetului `n gaze, de curgerea gazelor la viteze supersonice, etc.

Pentru gazele ideale,acest coeficient intervine `n descrierea proceselor adiabatice, conform ecuatiei lui Poisson:


(6)


3.Metoda lucrarii

Exista mai multe metode de determinare a raportului g: metoda calorimetrica de determinare

a capacitatilor calorice, metoda acustica-bazata pe dependenta de vitezei sunetului `n gaze,etc.

Pentru gazele ideale,vom descrie metoda propusa de Clément si Desormes.

Sa presupunem ca avem un recipient cu aer -presupus gaz ideal- la o presiune =(H-h)rg unde rgH e presiunea atmosferica masurata cu un manometru cu lichid de densitate r, iar rgh e diferenta dintre presiunea atmosferica si cea din recipient, masurata cu acelasi manometru.

Gazul ocupa volumul al recipientului si are temperatura a mediului ambiant.

Daca acest gaz sufera o comprimare adiabatica, `n urma careia volumul se micsoreaza, presiunea creste la , iar temperatura creste si ea la ,ecuatia Poisson care descrie procesul se va scrie:


(7)


Anlocuind valorile presiunilor , ec.(7) devine:


(8)


Daca h <<H, variatia de temperatura e foarte mica: , deci fractiile din parantezele expresiei (8) vor fi foarte mici; parantezele se pot dezvolta `n serie de puteri si se pot pastra numai termenii de ordinul `ntai:


(9)

de unde


H (10)


Daca `n continuare gazul sufera o racire izocora, de la la temperatura a camerei, presiunea lui va scadea la , mai mica cu rgh’ decat presiunea atmosferica , astfel `ncat

(11)

sau

(12)

de unde

(13)


care `nlocuita `n (10) duce la

(14)


Deci, daca experimental se pot masura valorile h si h’, se va putea calcula coeficientul adiabatic .


4. Dispozitivul experimental (fig.1) consta dintr-un balon de sticla B cu capacitatea de aprox. 20 l , prevazut la partea superioara cu un robinet R cu deschidere mare,prin care comunica cu atmosfera si cu tubul lateral T care face legatura pe deoparte cu un manometru cu lichid M si pe de alta parte cu pompa aspiratoare P prin intermediul robinetului r si a tubului de cauciuc C.




Fig.1


5. Modul de lucru

Cu robinetele R si r deschise, se verifica daca presiunea aerului din balon e aceeasi cu cea atmosferica (acelasi nivel al lichidului `n ambele brate ale manometrului)

Se `nchide robinetul R si cu robinetul r deschis,se aspira aer din balon cu pompa P,apoi se `nchide si robinetul r.

An acest mod s-a realizat `n balon o anumita depresiune,masurata prin denivelarea h(mm) a lichidului `n ramurile manometrului-care se citeste si se noteaza. Starea aerului din balon `n acest moment svolumul t este starea initiala de echilibru.

Se deschide cu atentie robinetul R, pentru un timp foarte scurt; `n acest mod, aerul atmosferic patrunde peste aerul din balon comprimandu-l.

Rotirea robinetului R nu trebuie sa se faca brusc; el va fi rotit cu viteza potrivita, ascultand suieratul provocat de intrarea aerului `n balon.

Robinetul R trebuie `nchis exact `n clipa cand se opreste suieratul, adica atunci cand s-a terminat patrunderea aerului `n balon, deci cand presiunea aerului din balon devine egala cu presiunea atmosferica (nivelele lichidului `n bratele manometrului vor fi egale).

Comprimarea brusca a aerului din balon are caracter adiabatic, deoarece pe durata scurta a acestui proces aerul din balon nu are timp sa schimbe caldurA cu peretii balonului.

Variatiile parametrilor de stare `n timpul acestui proces adiabatic sunt foarte mici. Starea de echilibru a gazului `n acest moment e descrisa de valorile:

ale parametrilor de stare

An continuare, aerul din balon `ncepe sa se raceasca pana ce se atinge din nou temperatura camerei; racirea se produce la volum aproximativ constant si e `nsotita de scaderea presiunii. Procesul de racire izocora `nceteaza atunci cand presiunea indicata de manometru se stabilizeaza, de aceasta data `ntre nivelele lichidului din ramurile manometrului exist`nd denivelarea h’ (care se citeste si se noteaza).

Starea finala de echilibru a aerului din balon va fi caracterizata de presiunea si temperatura a camerei.

Experienta se repeta de zece ori, schimb`nd de fiecare data depresiunea h



6. Indicatii pentru prelucrarea datelor experimentale

Cu valorile h si h’masurate de fiecare data , se calculeaza dupa relatia (14).

Rezultatele se trec `ntr-un tabel de forma:


Nr.crt.

h (mm)

h’(mm)

h-h’(mm)








Referatul va cuprinde: descrierea metodei experimentale utilizate, tabelul de rezultate, valoarea medie a lui , eroarea cu care s-a determinat (dispersia asupra mediei) si sursele de erori.

Facultativ : exprimati presiunea atmosferica `n mm coloana de apa (H) si comparati valorile h si H.

Calculati raportul , unde este masa de gaze existenta `n balon `n starea initiala si masa de gaz existenta `n balon la sfarsitul experientei.

Apreciati daca se justifica ipoteza masei de gaz constanta `n timpul succesiunii proceselor descrise.

Apreciati avantajele folosirii manometrului cu apa fata de unul cu mercur.

Faceti aprecieri asupra cvasistationaritatii proceselor suferite de gazul din balon



Presiunea reprezint de fapt presiunea masei totale de aer din balon, nu numai a celei existente la `nceputul comprimrii adiabatice. Volumul gazului existent ini]ial `n balon este evident mai mic decat al balonului doar `n primele momente ale intrrii gazului atmosferic











Copyright © Contact | Trimite referat


Ultimele referate adaugate
Mihai Beniuc
   - Mihai beniuc - „poezii"
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - Mihai eminescu - student la berlin
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Mircea Eliade - Mioara Nazdravana (mioriţa)
Vasile Alecsandri Vasile Alecsandri
   - Chirita in provintie de Vasile Alecsandri -expunerea subiectului
Emil Girlenu Emil Girlenu
   - Dragoste de viata de Jack London
Ion Luca Caragiale Ion Luca Caragiale
   - Triumful talentului… (reproducere) de Ion Luca Caragiale
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Fantasticul in proza lui Mircea Eliade - La tiganci
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - „Personalitate creatoare” si „figura a spiritului creator” eminescian
George Calinescu George Calinescu
   - Enigma Otiliei de George Calinescu - geneza, subiectul si tema romanului
Liviu Rebreanu Liviu Rebreanu
   - Arta literara in romanul Ion, - Liviu Rebreanu











Scriitori romani