2.4. Обробка результатів вимірювань

У розрахунках втратами теплоти знехтуємо. У ході проведення лабораторної роботи обчислюють об'ємну витрату повітря, тому спочатку визначають об'ємну теплоємність С_рт. У цьому випадку формула (9) буде мати такий вигляд:

де - розрахована об'ємна теплоємність, ; О_ел - теплота, що виділяється нагрівником за 1с, Дж; W-потужність нагрівника, Вт;

-різниця температур повітря на вході в калориметр та на виході з нього, °С; - об'ємна витрата повітря через калориметр за нормальних умов, .

Числове значення розраховують за результатами вимірів, вважаючи повітря ідеальним газом:

де Р - атмосферний тиск повітря, мм рт. ст.; Т- абсолютна температура, К; V- об'ємна витрата повітря, м³/с; Р_н - 760 мм рт. ст.; Т_н = 273,15 К.

Об'ємну витрату повітря визначають за спрощеною формулою

де d- діаметр діафрагми, мм; Р- перепад тиску за приладом, мм вод. ст;

а - коефіцієнт витрати шайби; р - густина повітря за умов проведення до­слідів, кг/м³.

Густину повітря визначають за залежністю

де В - атмосферний тиск повітря, Па; T- абсолютна температурна повітря у приміщенні лабораторії, К;

Розраховане за формулою (10) значення об'ємної теплоємності

дозволяє розрахувати масову теплоємність

Крім ізобарної теплоємності, необхідно розрахувати за формулою

Майєра ізохорну

Одержані значення С_рт та С_ут необхідно порівняти з табличними значеннями та зіставити їх розходження з максимально можливою похиб­кою експериментальних даних.

Результати розрахунків записують у табл. 3.

2.5. Оцінка похибки експериментальних даних

Розрахунок відносної сумарної максимально можливої похибки ви­значення теплоємності виконують відповідно до [3]. Нехай для деякої

величини х : та - абсолютна та відносна випадкові похибки, відповідно, δ(х)та δ₀(х) - абсолютна та відносна максимально можливі систематичні похибки, δ (х)та δ₀ ,(х) - абсолютна та відносна сумарні максимально можливі похибки, які зв'язані між собою співвідношенням

Тоді відповідно до формули (10)

Систематична похибка визначення різниці температур диференціальною термопарою пов'язана з похибкою визначення термо-ЕРС мілі­вольтметром δ ₀(E) та похибкою градуювання мідь-константанової термо­пари δ _гр(0 = 0,2 К, тоді

де 0,05 - клас точності; Е_п - верхнє значення термо-ЕРС на встановле­ному діапазоні вимірювання мілівольтметром.

Оцінюючи останню складову правої частини формули (17) похибку відношення, на основі попередніх вимірювань, беремо у межах від 0 до

100 °С:

При цьому температура відношення

складові правої частини формули (24) визначають відповідно до формул (21) та (22).

Що стосується випадкових похибок, то вони пов'язані з коливанням величин, які вимірюють у процесі досліду і визначають за максимальним відхилення від середнього арифметичного значення за даним досліду.

Наприклад:

де п - кількість вимірювань для даного режиму; - середнє

арифметичне значення потужності для даного режиму.

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Визначення теплоємності

повітря методом проточного калориметрування

Виконав студент 2 курсу

ТЕФ, групи ТЯ-12

Мазурик Є.В.

Перевірив: Фуртат І. Е.

Київ, 2012