Doświadczenie B O Y L E

Podobne dokumenty
GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

16 GAZY CZ. I PRZEMIANY.RÓWNANIE CLAPEYRONA

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

1 Równanie stanu gazu doskonałego

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

Ciśnienie definiujemy jako stosunek siły parcia działającej na jednostkę powierzchni do wielkości tej powierzchni.

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

GAZ DOSKONAŁY W TERMODYNAMICE TO POJĘCIE RÓŻNE OD GAZU DOSKONAŁEGO W HYDROMECHANICE (ten jest nielepki)

Równanie gazu doskonałego

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Wykład 4. Przypomnienie z poprzedniego wykładu

Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Laboratorium Podstaw Fizyki. Ćwiczenie 100a Wyznaczanie gęstości ciał stałych

Podstawowe pojęcia 1

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

2.7 Równanie stanu gazu doskonałego(c7)

Własności płynów - zadania

WYZNACZANIE STOSUNKU c p /c v

[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy.

Mol, masa molowa, objętość molowa gazu

prędkości przy przepływie przez kanał

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

Podstawy termodynamiki

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

prawa gazowe Model gazu doskonałego Temperatura bezwzględna tościowa i entalpia owy Standardowe entalpie tworzenia i spalania 4. Stechiometria 1 tość

Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia

ZALEŻNOŚĆ CIŚNIENIA PARY NASYCONEJ WODY OD TEM- PERATURY. WYZNACZANIE MOLOWEGO CIEPŁA PARO- WANIA

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

termodynamika fenomenologiczna

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

Termodynamika Część 2

Ć W I C Z E N I E N R C-7

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Termodynamika Termodynamika

2.7 Równanie stanu gazu doskonałego(c7)

4. 1 bar jest dokładnie równy a) Pa b) 100 Tr c) 1 at d) 1 Atm e) 1000 niutonów na metr kwadratowy f) 0,1 MPa

ogromna liczba małych cząsteczek, doskonale elastycznych, poruszających się we wszystkich kierunkach, tory prostoliniowe, kierunek ruchu zmienia się

Prawa gazowe- Tomasz Żabierek

Ćwiczenie nr 22: PróŜnia. Własności gazów

Przemiany termodynamiczne

3.1. Równowagi fazowe układach jednoskładnikowych 3.2. Termodynamika równowag fazowych 3.3. Równowagi fazowe układach dwuskładnikowych 3.4.

100 29,538 21,223 38,112 29, ,118 24,803 49,392 41,077

2.7 Równanie stanu gazu doskonałego(c7)

Zadania domowe z termodynamiki I dla wszystkich kierunków A R C H I W A L N E

Energetyka odnawialna i nieodnawialna

Zajęcia wstępne. mgr Kamila Haule pokój C KONSULTACJE. Wtorki Czwartki

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

Zadanie 1. Zadanie 2.

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A

Wyznaczanie współczynnika sztywności sprężyny. Ćwiczenie nr 3

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 3

Analiza Parametrów Meteorologicznych

1. 1 J/(kg K) nie jest jednostką a) entropii właściwej b) indywidualnej stałej gazowej c) ciepła właściwego d) pracy jednostkowej

ZADANIA Z FIZYKI - TERMODYNAMIKA

Rys. 1Stanowisko pomiarowe

Wykład Praca (1.1) c Całka liniowa definiuje pracę wykonaną w kierunku działania siły. Reinhard Kulessa 1

STECHIOMETRIA SPALANIA

Gaz rzeczywisty zachowuje się jak modelowy gaz doskonały, gdy ma małą gęstość i umiarkowaną

Zasady oceniania karta pracy

Gazy. - Uniformly fills any container - Mixes completely with any other gas - Exerts pressure on its surroundings

Płetwonurek KDP/CMAS ** (P2)

T e r m o d y n a m i k a

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania kolokwium 1. (2014/15)

Gęstość i ciśnienie. Gęstość płynu jest równa. Gęstość jest wielkością skalarną; jej jednostką w układzie SI jest [kg/m 3 ]

KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ

Przemiana izochoryczna. Prawo Charlesa

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19)

Gazy. Ciśnienie F S. p = 1 atm = Pa 1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr. - Uniformly fills any container. - Mixes completely with any other gas

OBLICZENIA STECHIOMETRIA STECHIOMETRIA: INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

TERMODYNAMIKA Zajęcia wyrównawcze, Częstochowa, 2009/2010 Ewa Mandowska

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA

3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 19 TERMODYNAMIKA CZĘŚĆ 2. I ZASADA TERMODYNAMIKI

1. Część teoretyczna. Przepływ jednofazowy przez złoże nieruchome i ruchome

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Zajęcia wstępne. mgr Kamila Rudź pokój C 116A / C KONSULTACJE. Poniedziałki

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

Świat fizyki Gimnazjum Rozkład materiału - WYMAGANIA KLASA I

Wykład FIZYKA I. 12. Mechanika płynów. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

Transkrypt:

Wprowadzenie teoretyczne Doświadczenie Równanie Clapeyrona opisuje gaz doskonały. Z dobrym przybliżeniem opisuje także gazy rzeczywiste rozrzedzone. p V = n R T Z równania Clapeyrona wynika prawo Boyle'a-Mario e'a, prawo Charlesa i prawo Gay-Lussaca. Jeden mol to ilość substancji, która zawiera stałą liczbę cząstek równą stałej Avogadro (N A = 6,022 10 23 mol -1 ). Jeden mol posiada masę równą masie cząsteczkowej wyrażonej w gramach - np. 1 mol helu posiada masę 4 g, 1 gram wodoru atomowego - 1 g, 1 g wodoru cząsteczkowego - 2 g, 1 mol wody - 18 g. Ciśnienie to siła działająca na pewną powierzchnię: p= F s Podstawową jednostką SI ciśnienia jest pascal (1Pa = 1N/m 2 ). W praktyce często stosuje się jednostki pozaukładowe: milimetr słupa rtęci (mm Hg ), atmosfera (atm), bar. Przemiana izotermiczna Prawo Boyle a Jeżeli T = const i zbiornik jest szczelny (n = const), wówczas z równania Clapeyrona wynika, że: p V = const W przemianie izotermicznej pomiędzy ciśnieniem a objętością powstaje zależność: p(v) = n V -1 Przemiana izobaryczna Prawo Gay-Lussaca Jeżeli p = const, wówczas z równania Clapeyrona wynika, że: V/T = const W przemianie izotermicznej pomiędzy objętością a temperaturą powstaje zależność: V(T) = nr / pt Przemiana izochoryczna Prawo Charlesa Jeżeli V = const, wówczas z równania Clapeyrona wynika, że: p/t = const W przemianie izotermicznej pomiędzy objętością a temperaturą powstaje zależność: p(t) = nr / V T Układ pomiarowy składa się z U-rurki wypełnionej rtęcią, której jeden z końców wyposażony jest w zawór. Między zaworem a poziomem rtęci znajduje się powietrze będące obiektem, na którym dokonamy niezależnych pomiarów ciśnienia p i objętości V. Objętość powietrza można łatwo obliczyć objętość walca (potrzebna wysokość l i średnica wewnętrzna rurki d). Ciśnienie możemy uzyskać poprzez porównanie z wartością ciśnienia atmosferycznego, wyrażonego w mm Hg ( p = p a + h ). Ciśnienie atmosferyczne p a należy odczytać z barometru. Uwaga praktyczna: mniejsze prawdopodobieństwo rozszczelnienia zaworu będzie wtedy, gdy wykonamy pomiary dla ciśnień niższych niż ciśnienie atmosferyczne p p a (rozprężanie powietrza). W tej sytuacji zmierzona różnica wysokości h będzie ujemna (h 0). Zagadnienia do przygotowania: - definicja gazu doskonałego i opis praw nim rządzących, - jednostka ilości materii, - jednostki ciśnienia i ich przeliczanie, - linearyzacja funkcji hiperbolicznej.

Szablon metodyczny Student 1: Wyznaczanie ilości gazu metodą Boyle a. Student 2: Sprawdzanie prawa Boyle a. Baza teoretyczna Zgodnie z prawem Boyle a zależność ciśnienia gazu od objętości opisuje hiperbola (izoterma) p=n V 1 Zatem, aby wyznaczyć ilość gazu należy: - wykonać pomiary zależności ciśnienia od objętości, - sporządzić wykres zależności p =f ( V 1 ) - odczytać ilość moli powietrza Zatem, aby sprawdzić zależność ciśnienia od objętości należy: - wykonać pomiary zależności ciśnienia od objętości (wysokości l zamkniętego powietrza), - sporządzić wykres zależności p = f(l -1 ) - zanalizować jego liniowość

Wskazówki do sprawozdania wyznaczanie Student 1: Wyznaczanie ilości gazu metodą Boyle a I. Metodyka (ideowy plan ćwiczenia) II. Przebieg ćwiczenia II.1. Przebieg czynności II.2. Szkic układu pomiarowego III. Wyniki III.1. Wyniki pomiarów l [m] h [m] Dl =... p a = [mmhg] Dp a =... Dh = d = Dd =... ρ (Hg) = 13 530 kg/m 3 T = [K] R = 8,314 J mol -1 K -1 III.2. Obliczenia (przykładowe odnoszą się np. do pomiaru nr 3) ( a ( Hg ) ( Hg ) ) 3 2 p[ Pa] r [ kg m ] g [ m s ] p [ m ] + h[ m ] = =... V =( 1 1 1 4 l) π d2 = 4 π d 2 l =... 3 2 ( a ( Hg) ( Hg ) ) p[ Pa] r [ kg m ] g [ m s ] D p [ m ] + Dh[ m ] D = =... ΔV 1 = 8 π d 3 l Δd+ 4 π d 2 l Δl=... 2 III.3. Wyniki obliczeń V -1 [ ] p/ [ ] D(V -1 ) [ ] D(p/) [ ] III.4. Wykres + obliczenie n (nachylenia prostej najlepszego dopasowania ) + obliczenie n (nachylenia prostej odchylonej) + obliczenie Dn = n - n IV. Podsumowanie Wyznaczona ilość gazu wynosi... Dokładność metody:... Dodatkowe wnioski, spostrzeżenia, przyczyny niepewności pomiarowych.

Wskazówki do sprawozdania sprawdzanie Student 2: Sprawdzanie prawa Boyle a. I. Metodyka (ideowy plan ćwiczenia) II. Przebieg ćwiczenia II.1. Przebieg czynności II.2. Szkic układu pomiarowego III. Wyniki III.1. Wyniki pomiarów l [mm] h [mm] p a = [mmhg] Dp a = Dl = Dh = III.2. Obliczenia (przykładowe odnoszą się np. do pomiaru nr 3) p[mmhg]=p a +h=... (Uwaga: wartość h jest ujemna przy rozprężaniu powietrza) Δ p[mmhg]=δ p a +Δ h=... 1 l - =... Δ(l 1 )= l 1 (l+δl) 1 =... III.3. Wyniki obliczeń p [ ] l -1 [ ] D(l -1 ) [ ] Dp = III.4. Wykres IV. Podsumowanie Ponieważ na wykresie... można poprowadzić prostą przechodzącą przez wszystkie prostokąty niepewności pomiarowych, nie ma podstaw do stwierdzenia odstępstwa od... Ewentualnie: Odstępstwo od liniowości w zakresie... może wynikać z. Dodatkowe wnioski, spostrzeżenia, przyczyny niepewności pomiarowych.

Wzór protokołu wyznaczanie... Imię i Nazwisko... Data Temat: Wyznaczanie ilości gazu metodą Boyle a Wyniki pomiarów Protokół z zajęć laboratoryjnych l [m] h [m] Δl = p atm = [mmhg] Δp a = Δh = d = Δd = T =.. [K] " Wzór protokołu sprawdzanie... Imię i Nazwisko... Data Protokół z zajęć laboratoryjnych Temat: Sprawdzanie prawa Boyle a Wyniki pomiarów l [mm] h [mm] Δl = p atm = [mmhg] Δp a = Δh =