Оценка погрешности

О тносительная погрешность при определении величины газовой постоянной R находится из соотношения:

V;P;T;m-абсолютные погрешности при измерении объёма, давления, температуры и массы воздуха.

Контрольные вопросы

1. В чём состоит цель лабораторной работы?

2. Какой физический смысл газовой постоянной и её размерность в технической и СИ системах?

3. Дать определение универсальной газовой постоянной, почему она так называется?

4. Что такое молекулярная масса и киломоль газа, их размерность и физический смысл?

5. Какие условия называются нормальными физическими?

РАБОТА №5

Определение объёмной изобарной теплоёмкости воздуха

Цель: экспериментальное определение объёмной изобарной теплоёмкости воздуха и сравнение её с табличными значениями. Обозначение объёмной изобарной теплоёмкостиC_p(кДж /кг_*град).

Теория

Теплоёмкость (удельная теплоёмкость) является теплофизическими параметром вещества и соответствует количеству тепла, которое нужно сообщить единице количества вещества, чтобы нагреть его температуру на один градус. Теплоёмкости в зависимости от выбранной единицы вещества бывают:

массовая С (ккал/кг_*град); С (кДж/кг_*град);

объёмная С’ – отнесённая к 1 м³ газа при Т=273^оС и р.=760 мм.рт.ст.;

мольная С=С (ккал/моль_*град),(кДж/моль_*град);

истинная - отношение теплоты, сообщаемой газу в процессе, к изменению его температуры при условии, что разность температур бесконечно мала. С = С_ист = lim_t0(q/t) = dq/dt,

где q- тепло, подводимое к количественной единице газа;

t - температура ^оС .

средняя - отношение теплоты, сообщаемой газу в процессе, к изменению его температуры, при условии, что разность температур является конечной величиной.

С_m= q/(t₂-t₁) ,

где q - то же, что и в истинной, а t₂ и t₁ – температуры газа в начале и в конце в ^оС.

Зная средние теплоёмкости в заданном интервале температур, можно

о пределить тепло, сообщаемое или отнимаемое от единицы газа

Значения теплоёмкости берутся из таблиц по заданным температурам .

Изобарная Ср и изохорная Сv теплоёмкости .

Опыт показывает, что при нагреве одного и того же количества газа, например 1 кг, в одинаковом интервале температур, в изобарном и изохорном процессах затрачивается различное количество тепла, причём в изобарном больше, чем в изохорном. Это объясняется дополнительным расходом тепла (кроме расхода на увеличение внутренней энергии) в изобарном процессе на совершение работы газа при его расширении против внешних сил. В изохорном процессе dq =du , то есть газ не совершает работы, а вся подведённая к системе теплота затрачивается на увеличение его внутренней энергии.

В изобарном процессе работа

l = p(V₂-V₁) или преобразуя l = R(T₂-T₁)

Основные зависимости между С_v и С_р :

С_p – С_v = R; C_p = kC_v; C_p = kR/(k-1); C_v = R/(k-1),

где k = C_p/C_v – показатель адиабаты.

При приближённых расчётах (до 150^оС) температурах можно пользоваться постоянными мольными теплоёмкостями С_v и С_р, что для двухатомного газа (воздух) составит:

ккал/моль град		кДж/моль град
Cv	Cp	Cv	Cp
5	7	20,9	37,7