!"# $ %%&' ( )!!*+,,-*((./,/0, %% 1 2 %%3456 113456 + 5 722 + 5 Katseandmete tabel Õhu erisoojuste suhte määramine. Katse nr. h1 h2 h1 h2 1. 2. 3. 4. 5. .......... .......... Arvutused ja veaarvutused t 4, 0.95 2.8 ( ) 5 i 1 i 2 0.0590 ( ) n 2 0.0590 j t n 1, 2.8 0.152 i 1 i
docstxt/125364039035590.txt
KATSEANDMETE TABEL Tabel 1. Õhu erisoojuste suhte määramine. Katse nr. h1 cm h2, cm h1-h2, cm (i-)2 1. 17,7 13,7 4,0 4,42500 0,76367 2. 19,3 14,1 5,2 3,71154 0,02573 3. 21,8 14,8 7,4 2,94595 0,36624 4. 20,5 14,5 6,0 3,41667 0,01808 5
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Füüsika kateeder Üliõpilane: Imre Drovtar Teostatud: 19. oktoober 2006 Õpperühm: AAAB-11 Kaitstud: Töö nr. 24 OT GAASIDE ERISOOJUSTE SUHE Töö eesmärk: Töövahendid: Õhu erisoojuste suhte määramine Clement’i – Clement’i Desormes’i riist , ajamõõtja Desormesi meetodil Skeem Töö käik. 1. Avage kraan 4. Tekitage pumbaga 7 pudelis väike ülerõhk. Seda tuleb teha ettevaatlikult, nii et manomeetris olevat vedelikku viimasest välja ei puhutaks. 2. Sulgege kraan 4 ja oodake kuni manomeetri näit enam ei muutu (siis on õhk anumas toatemperatuuril). Võtke lugem h1 3
Kordamisküsimuste vastused 1. Soojusmahtuvus soojushulk, mille peame kehale andma, et tõsta selle temperatuuri 1 kraadi võrra ühik ... J/K erisoojus massiühiku aine soojusmahtuvus ühik ... J/(kg*K) erisoojus cp keha soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/ (kg*K) erisoojus cv keha soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda J/ (kg*K) moolsoojus Cp ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval rõhul gaasi soojendamisel hoitakse rõhk const. J/(kmol*K) moolsoojus Cv ühe kilomooli aine soojusmahtuvus jääval ruumalal gaasi soojendamisel ei lasta sel paisuda. J/(kmol*K) 2.Vabadusastmete arv sõltumatute suuruste arv, mille abil on võimalik määrata süsteemi olekut 3.Molekuli ühele vabadusastmele vastab keskmine energia kT/2 J (k- universaalne gaasikonstant, T temperatuur) 4.Universaalne gaasikonstant töö, mida tee...
docstxt/133648805145972.txt
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Taivo Tarum Teostatud: Õpperühm: EAEI20 Kaitstud: Töö nr: 24 OT allkiri: GAASIDE ERISOOJUSTE SUHE Töö eesmärk Töövahendid Õhu erisoojuste suhte Clement´i-Desormes´i riist, määramine Clement´i- ajamõõtja. Desormes´i [klemani-dezormi] meetodil. Töö teoreetilised alused Ideaalse gaasi adiabaatilisel paisumisel on kehtiv Poissioni [puasoni] seadus pV = const , cp kus p on gaasi rõhk, V - ruumala ja = - gaasi erisoojuste (või moolsoojuste) cv
''{ . ,t, 'i,, '.' ei'o1i" + "i/'(;t'i : { -'niL^l t '/t J W '' tt tt '/ trf, a !Yl s oOJ'h'/ UU 6 ba , b88C-'y 9Y J-' co sh'y ./ L ( (^v L D c aqL'y )t I ...
Tallinna Tehnikaülikooli Füüsika instituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 24 OT Gaaside erisoojuste suhe Töö eesmärk: Töövahendid: Õhu erisoojuste suhte määramine Clement'i Desormes'i riist , ajamõõtja Clement'i Desormesi meetodil Skeem Teoreetilised alused Ideaalse gaasi adiabaatilisel paisumisel on kehtiv Poissoni seadus. pV=const . Clemont'i-Desormes'I meetod võimadlab lihtsal viisil määrata cp ja cv suhet. Olgu P1 natuke suurem atmosfäärirõhust P2. Rõhkude vahet näitab vedelikmanomeeter 2. kui
docstxt/132309397736326.txt
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 24 OT: GAASIDE ERISOOJUSTE SUHE Töö eesmärk: Töövahendid: Õhu erisoojuste suhte määramine Clément'i-Desormes'i riist, ajamõõtja Clément'i-Desormes'i meetodil. Skeem Töö käik 1. Avage kraan. Tekitage pumbaga pudelis väike ülerõhk. Seda tuleb teha ettevaatlikult, nii et manomeetris olevat vedelikku viimasest välja ei puhutaks. 2. Sulgege kraan ja oodake kuni manomeetri näit enam ei muutu (siis on õhk anumas toatemperatuuril)
Katse nr. h h h h 1 0 #DIV/0! 2 0 #DIV/0! 3 0 #DIV/0! 4 0 #DIV/0! 5 0 #DIV/0! Parameetrite Liitmääramatus ed Tuletised vastavalt Liitmääramatused Abifunktsioon parameetritele (h) (h) Uc() #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! Uc(h) Uc(h) 0,714191462 0,714191462 Keskmine gaaside A-tüüpi määramatus erisoojuste suhe #DIV/0! #DIV/0!
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 24 OT allkiri: Gaaside erisoojuste suhe Töö eesmärk: Õhu erisoojuste suhte Töövahendid: Clement'i- määramine Clement'i Desormes'i Desormes'i riist, ajamõõtja. meetodil. Skeem Õhu erisoojuste suhte määramine KATSE NR h1 , mm h2 , mm h1 - h2 , mm 1 146 39 107 1,364 2 171 38 133 1,286 3 181 48 133 1,361 4 168 44 124 1,355 5 157 39 118 1,331 1,364 + 1,286 + 1,361 + 1,355 + 1,331
2. Sulgege kraan ja oodake kuni manomeetri näit enam ei muutu (siis on õhk anumas toatemperatuuril). Võtke lugem h1 . 3. Võrdsustage rõhk anumas atmosfääri rõhuga. Selleks avage hetkeks kraan . 4. Et gaasi temperatuur saaks pärast kraani avamist-sulgemist jälle võrdseks toatemperatuuriga, oodake enne lugemi h2 võtmist seni, kuni manomeetri näit enam ei muutu. 5. Korrake katset vähemalt 5 korda. Tulemused kandke tabelisse. 6. Leidke erisoojuste suhe ja tema viga. 4 Õhu erisoojuste suhte määramine KATSE NR h1 , mm h2 , mm h1 - h2 , mm 1 265 65 200 1,325 2 280 71 209 1,340 3 262 66 196 1,337
- 2 2 2 2 2 i i =1 = 0,0015 t n -1, =2,8 n i - ( 2 ) U A ( ) = t n-1, i =1 = 2,8 0,0015 = 0,02425 n * ( n - 1) 20 Katsete tulemusena on gaasi erisoojuste suhe 1,32 ± 0,024, usaldatavusega 0,95 Arvutame liitmääramatuse ühele katsele Suhteline viga on leitud a-tüüpi määramatusega. Leiame suuruse k1 vea kh (põhiviga): 2 2 h = h h1 + h h2 1. h1 h2 1 ( h1 -h 2 ) - h1 h2 = =- 2. h1 ( h1 - h2 ) 2 ( h1 - h2 ) 2
Leian keskmise erisoojuste suhte: 1 1,27 -0,01 0,0001 2 1,28 0 0 3 1,29 0,01 0,0001 4 1,28 0 0 5 1,29 0,01 0,0001 kokku = 1,28 : 0,0003 Erisoojuste suhe on , usaldatavusega 0,95. Hinnang tööle: Õhu erisoojuste suhted on väga väikese erinevusega, seega on rõhkude vahe vedelikmanomeetris õigesti määratud ja ka mõõtemääramatus on väga täpne.
tundmatu keha temperatuur ühtlustuvad (termomeetri näit ei tõuse enam oluliselt minuti jooksul) ning fikseeri temperatuuri näit. • Korda katset erinevate veekogustega vähemalt viis korda. Andmete analüüs • Täida praktikumi protokoll mõõtetulemustega. • Leia tundmatu keha erisoojus. • Miks katsete erisoojused on erinevad? • Kas mõne katse tulemusena saadud erisoojus on teistest oluliselt erinev? • Leia erisoojuste keskmine. • Leia tabelist, mis materjalist võiks keha olla? • Mis mõjutas Sinu arvates katsetulemusi? Kalorimeetri tööpõhimõte Kalorimeeter on isoleeritud süsteem, kus keemilise reaktsiooni soojusefekti määramiseks mõõdetakse teadaoleva soojusmahtuvusega süsteemiosa (nt vee) soojenemist või jahtumist selle reaktsiooni toimel. Eeldusel, et ära antav ja vastu võetav soojushulk on võrdsed, saab temp. muutusest leida
4,7 1 h = ( 20,8 - 4,7 ) 2 * 0,2501 + ( 20,8 - 4,7 ) 2 * 0,2501 = 0,0046 Suuruse æ koguviga æ: = j + h = 0,00312 + 0,0046 2 = 0,0055 2 2 Füüsika praktikum 24 Aulo Aasmaa [990963 LDW51] Mõõtmiskatse järeldus Gaasi erisoojuste suhteks sain mõõtmiskatse ja sellele järgnenud arvutuste tulemusena: æ = 1,29 ± 0,0055, usaldatavusega 0,95
..+Qn=0. Keha poolt juurdesaadud või äraantud soojushulka saab arvutada valemiga Q=mc(t2-t1) m- keha mass c- erisoojus t1-algtemperatuur t2-lõpptemperatuur 2. Töö eesmärk: Metallist silindri erisoojuse määramine ja selle põhjal silindri materjali kindlakstegemine.. 3. Töövahendid: Metallist katsekeha, tehnilised kaalud koos vihtidega või elektroonilised kaalud, kalorimeeter, termomeeter, veekeedukann, niit katsekeha veest väljavõtmiseks, erisoojuste tabel. 4. Töö käik: Ühendage kann vooluvõrku, et töö ettevalmistamise lõpuks vesi juba keeks. Kaaluge kalorimeetri sisemise anuma mass algul, ilma veeta ja seejärel koos veega. Kalorimeetris peab külma vett olema, nii palju, et katsekeha oleks täielikult kaetud (1/3 kalorimeetri kõrgusest). Mõõtke vee temperatuuri täpsusega kuni 0,5o . Kaaluge keha, asetage see keevasse vette ja hoidke seal umbes 5 minutit.
10 vatise võimsuse korral tekkis mõningane ebakõla, mis oli ilmselt tingitud eksimustest. Katseandmete ja tulemuste ebatäpsused tekkisid ilmselt rõhkude p1, B, katse kestuse ning gaasi kulu mõõtmisel Kontrollküsimused 1. selgita, mispärast cp > cv (cpm > cvm) ( isobaarne on suurem isohoorsest) 2. milliste gaaside erisoojus ei sõltu temperatuurist? 3. Tõestada, et keskmine erisoojus t1 ja t2 vahel (näiteks cpm| t2t1) ei võrdiu erisoojuste cpm2 ja cpm1 aritmeetilise keskmisega, st tõestada et cpm2 + cpm1/ 2 cpm| t2t1 4. kuidas leida keskmise erisoojus mingile temperatuurivahemikule t1-t2 vastava gaasi keskmise erisoojuse interpolatsioonivalemi abil? Cm=a+b*(t1+t2/2)=a+b/2*(t1+t2) (ei tea kas õige) 5. millise gaasi korral on vaja arvestada erisoojuse sõltuvust ka rõhust?
c v =1,20 3 −0,372 ≈ 0,83 3 (4.6) m ∗K m ∗K kJ 0,93 3 m ∗K k= ≈ 1,45 kJ 0,64 3 m ∗K 5 TULEMUSED JA JÄRELDUSED Kahe erineva küttevõimsuse korral tehtud katsemõõtmiste tulemusena leitud erisoojuste väärtused on küllaltki sarnased. Katseseeriate tulemuste mõnigane erinevus võib olla tingitud katse kestuse ja gaasikulu mõõtmise ebatäpsusest, samuti temperatuuride mõõtmise ja gradueerimise ebatäpsustest. Lisaks mõjutavad katsetulemuste täpsust arvestamata jäetud kalorimeetri jahtumiskaod ning selle soojendamissoojus. Nimetatud tegurite mõju on enim 8
tööd, millest tingituna isobaariline erisoojus osutubki isohoorilisest erisoojusest suuremaks Toomata ära gaaside molekulaar-kineetilisest teooria tõlgenduse, millest järeldub, et antud ideaalse gaasi erisoojus on konstantne suurus. Reaalsete gaaside erisoojused on aga sõltuvad nii temperatuurist kui ka rõhust. Seejuures on sõltuvus rõhust tunduvalt nõrgem, mistõttu temaga tavaliselt ei arvestata. Üldiseks seaduspärasuseks on gaaside erisoojuste suurenemine temperatuuri tõusmisel Erisoojust, mida gaas omab antud temperatuuril, nimetatakse tõeliseks erisoojuseks. 57. Adiabaadi astendaja leidmine erisoojuste abil cp c' p Cp k cv c' v Cv 58. Entalpia mõiste Termodünaamilise keha entalpiaks nimetatakse siseenergia (u) ja rõhuenergia (pv) summat: h=u+pv 59. Millega on võrdne entalpia muutus isoentroopilises protsessis. h=h1-h2 60
tööd, millest tingituna isobaariline erisoojus osutubki isohoorilisest erisoojusest suuremaks · Toomata ära gaaside molekulaar-kineetilisest teooria tõlgenduse, millest järeldub, et antud ideaalse gaasi erisoojus on konstantne suurus. Reaalsete gaaside erisoojused on aga sõltuvad nii temperatuurist kui ka rõhust. Seejuures on sõltuvus rõhust tunduvalt nõrgem, mistõttu temaga tavaliselt ei arvestata. · Üldiseks seaduspärasuseks on gaaside erisoojuste suurenemine temperatuuri tõusmisel · Erisoojust, mida gaas omab antud temperatuuril, nimetatakse tõeliseks erisoojuseks. 58. Adiabaadi astendaja leidmine erisoojuste abil cp c 'p Cp k= = = cv c' v Cv 59. Entalpia mõiste Termodünaamilise keha entalpiaks nimetatakse siseenergia (u) ja rõhuenergia (pv) summat: h=u+pv 60
Lahendus: Kasutame mahu-ja massiosade vahelist suhet ja atsetüleeni molaarmassiks on C2H2 = 26, õhul õhk = 29. Saame mC2H2 / C2H2 0,04 / 26 r C2H2 = = = 0,045 (4,5 %) mC2H2 / C2H2 + mõhk / õhk 0,04 / 26 + 0,96 / 29 kuna 81 > 4,5 > 2 , siis järeldub, et süüteallika olemasolul on plahvatusoht olemas. 4. GAASIDE JA GAASISEGUDE ERISOOJUSED. 4.1. Soojushulga ja erisoojuste mõiste. Gaasi kuumutamisel tihedalt suletud anumas tema temperatuur tõuseb. Temperatuur on keha siseenergiat iseloomustav parameeter. Keha siseenergiaks nimetatakse kõigi tema osakeste (molekulide, aatomite jt.) kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Keha täielikku siseenergiat on võimatu määrata. Ainult ideaalgaasi puhul on võimalik arvutada siseenergiat ühe kilomooli kohta, kasutades molekulaar-kineetilise teooria põhivõrrandit
mõõtühikud. Soojusmahtuvus nim. soojushulka, mis on vaja juurde juhtida kehale, et tõsta tema temperatuuri 1 kraadi võrra.(oleneb aine massist, mida suurem seda rohkem soojust vaja) Q C= ; [J/K] diferentsiaalkuju : C=dQ/dt T2 - T1 Erisoojus nim. soojushulka mis on vaja juurde juhtida ühele hulgaühikule, et tõsta temp. 1 kraadi võrra. q c= ; [J/kg*K] diferentsiaalkujul: c=dq/dt T2 - T1 13. Erisoojuste liigitus. Erinevate erisoojuste liikide täpne definitsioon ja mõõtühik. Mayeri võrrand. 1) Masserisoojus Erisoojus 1 kg aine kohta. (c) [J/kg*K] 2) Mahterisoojus Erisoojus 1 m³ gaasi kohta normaaltingimustel (c') [J/m³*K] 3) Moolerisoojus Erisoojus 1 mooli gaasi kohta (c) [J/kmol*K] Termodünaamikas kasutatakse kas isobaarset (cp, cp', cp) või isohoorset(cv, cv', cv) erisoojust. Mayeri võrrand: cp cv = R [J/kg*K] 14. Reaalgaaside mõiste
.................................................................................7 15.Carnot'i - ringprotsess (PV ja TS diagrammid, termiline kasutegur)...............................................8 16.Erisoojuse def....................................................................................................................................8 17.Soojusmahtuvuse def........................................................................................................................ 8 18.Erisoojuste liigitused ja mõõteühikud...............................................................................................8 19.Isobaarne isohoorne erisoojus ( Mayer'i võrrand).........................................................................8 20.Keskmine ja tõeline erisoojus (nende määramine, soojushulga arvutuslik määramine erisoojuse abil)...........................................................................................................................................
Nende matemaatilised avaldised ja mõõtühikud. Soojusmahtuvus nim. soojushulka, mis on vaja juurde juhtida kehale, et tõsta tema temperatuuri 1 kraadi võrra.(oleneb aine massist, mida suurem seda rohkem soojust vaja) Q C ; [J/K] diferentsiaalkuju : C=dQ/dt T2 T1 Erisoojus nim. soojushulka mis on vaja juurde juhtida ühele hulgaühikule, et tõsta temp. 1 kraadi võrra. q c ; [J/kg*K] diferentsiaalkujul: c=dq/dt T2 T1 13. Erisoojuste liigitus. Erinevate erisoojuste liikide täpne definitsioon ja mõõtühik. Mayeri võrrand. 1) Masserisoojus Erisoojus 1 kg aine kohta. (c) [J/kg*K] 2) Mahterisoojus Erisoojus 1 m³ gaasi kohta normaaltingimustel (c') [J/m³*K] 3) Moolerisoojus Erisoojus 1 mooli gaasi kohta (c) [J/kmol*K] Termodünaamikas kasutatakse kas isobaarset (cp, cp', cp) või isohoorset(cv, cv', cv) erisoojust. Mayeri võrrand: cp cv = R [J/kg*K] 14. Reaalgaaside mõiste
Saagis YD = rD/-rA YDü = sõltub kas -perioodiline(N AO) või pidav(FAO) temperatuuridel on vaja -andmeid ainete erisoojuste mitmesus,stabiilsed ja mittestabiilsed -tööpunktid, FD/(FA0-
soojushulgale (Q), mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu: ΔU = Q – A ,kus Q on soojushulk, mille keha saab väliskeskkonnalt ning A on töö, mida keha teeb välisjõudude vastu. Juhul kui keha annab soojust ära, siis on Q negatiivne; kui välisjõud teevad tööd, siis on A positiivne, ehk: ΔU = − Q + A 48.Soojushulk ja erisoojuste liigid Soojushulk iseloomustab soojusvahetuse teel üle kantud energiahulka. Tähis: Q ja ühik: J Erisoojus on soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. 49.Gaasi töö ruumala muutumisel Gaasi ruumala saab muutuda kas suuremaks või siis väiksemaks. Kui gaasi ruumala suureneb, siis on ΔV positiivne, kui aga väheneb, siis negatiivne. Gaasi töö: A = pΔV
ajavahemikes ühepalju ja trajektooriks on sirgjoon. 2. Kineetiline energia. Pöörlemise kineetiline energia. Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes. Seda tähistatakse enamasti Ek või T. Energia mõõtühik SI-süsteemis on džaul (J). (m- keha mass v- keha liikumise kiirus) Fikseeritud telje ümber pöörleva keha kineetiline energia: (I- inertsmoment telje suhtes - nurkkiirus) 3. Soojushulk ja erisoojuste liigid. Soojushulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab soojusvahetuse teel üle kantud energiahulka. Soojushulka tähistatakse tähega Q. Q = |∆U| – soojusülekandel A = |∆E| – mehaanikas. Soojushulga mõõtühik SI-süsteemis on džaul (J). Mittesüsteemne mõõtühik on kalor (cal). Erisoojus (C) on soojushulk kalorites, mis on vajalik 1g aine temperatuuri tõstmiseks 1°C võrra. Erisoojuse ühik on J/(kg · °C) 4. Coulombi seadus. Elektrostaatiline väli
tõstmiseks ühe kraadi võrra jääval ruumalal . Isobaarsed protsessid protsessid mis toimuvad jääval rõhul. (Cp) Cp = C v + R Mayeri valem (gaasikogus 1mool) Ülal antud asjast järeldub et ideaalse gaasi isobaarne molaarne soojusmahtuvus ületab isokoorse molaarse soojusmahtuvuse universaalse gaasikonstandi R võrra . Füüsikline põhjendus on et isobaarsel soojendamisel tuleb teha tööd gaasi ruumala suurendamiseks. Mayeri valem erisoojuste jaoks ( gaasikogus 1 massiühik) Cp=CV + R/µ Tegijapoiss 2010 Molekuli vabadusastmete mõiste. Molekuli kineetiline energia koosneb nii kulg-, pöördkui võnkliikumise energiast. Kulgliikumine voib toimuda kolmes uksteisest soltumatus suunas, teisiti oeldes molekulil on kolm külgliikumise vabadusastet. Poordliikumine voib samuti toimuda kolme erineva telje umber, seega on molekulil ka kolm poordliikumise vabadusastet. Tosi, uheaatomilise molekuli poorlemine votab nii
0) k -1 1 1 p v1 p T kus mootori kompressiooni- e surveaste, = = ( 2 ) k = ( 2 ) k -1 T v2 p1 T1 3 p3 k adiabaadi astendaja ehk termodünaamilise keha erisoojuste suhe püsival rõhul ja püsival mahul v2=v3=con q1 2 p2 p 40(113) 4
küttesegu kolvipealsesse ruumi , kus toimub kütuse lõplik põlemine. - kiirekäigulistel mootoritel 10,0 kuni 20,0 Mpa . mille väärtus oleneb aatomite arvust gaasi molekulis. k= c p/cv ehk Tingituna küttesegu muljumisest vahekanalis silindrisse voolamisel , isohoorilise ja isobaarilise erisoojuste suhe (erisoojus on soojus mida aeglustub gaasi rõhutõus, mis tagab mootori elastse ja pehme 9.Põlemisprotsessi faasid ja neid mõjutavad tegurid. on vaja teatud gaasikoguse temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra). töötamise. Põlemisprotsessi faasid. Erinevalt teoreetilisest ringprotsessist toimub kogu reaalse
annaabi.ee 
