Tepeln´y stroj a jeho u´ˇcinnost, Charles˚ uv z´akon
Abstrakt Tepeln´ y stroj .... Pom˚ ucky: Tepeln´ y stroj PASCO TD-8572, sada plastov´ ych trubiˇcek a ventil˚ u, kovov´ a tyˇc na m´ıch´ an´ı vody, skleˇ nen´ a n´ adoba, velk´ a a mal´ a kovov´ a n´ adoba na vodu, dva stojany, elektrick´ y vaˇriˇc, Sada z´ avaˇz´ı, kovov´ a baˇ nka na plyn s gumovou z´ atkou se dvˇema otvory, tlakov´ y senzor PASCO CI-6534A, teplomˇer PASCO CI-6525, rotaˇcn´ı senzor PASCO CI-6538, SCSI rozhran´ı PASCO SW 750, osobn´ı poˇc´ıtaˇc, program pro datov´ y sbˇer Data Studio,
1
Pracovn´ı u ´ koly a jejich ˇ reˇ sen´ı 1. V dom´ ac´ı pˇr´ıpravˇe vyˇreˇste n´ asleduj´ıc´ı u ´lohu: Uvaˇzujte tepeln´ y stroj naplnˇen´ y vzduchem, ve kter´em se pohybuje v´ alcov´ y p´ıst polomˇeru r = 2 cm. Hmotnost p´ıstu ˇcin´ı mpist = 400 g. Nech´ ame-li p´ıst, aby vlastn´ı vahou stlaˇcil (ide´ aln´ı) plyn, a zat´ıˇz´ıme-li p´ıst z´ avaˇz´ım o hmotnosti mz = 300 g, pak objem stlaˇcen´eho plynu (pˇri okoln´ım atmosferick´em tlaku patm = 101, 3 kP a a teplotˇe 20◦ C) ˇcin´ı 40 cm3 . Potom zafixujeme objem v´ alce a pˇri konstantn´ım objemu zahˇrejeme plyn tak, ˇze tlak v p´ıstu bude o patn´ act procet vyˇsˇs´ı neˇz okoln´ı atmosferick´ y tlak. Pak uvoln´ıme fixaci objemu plynu a p´ıst nech´ ame izotermicky expandovat, aˇz se pozice p´ıstu volnˇe ust´ al´ı. Potom z ppomalu odstran´ıme z´ avaˇz´ı tak, ˇze nedoch´ az´ı ke zmˇenˇe teploty. Potom opˇet zafixujeme objem, plyn zchlad´ıme na p˚ uvodn´ı teplotu 20◦ C. Pak uvoln´ıme fixaci objemu a p´ıst opˇet zatˇeˇzk´ av´ ame z´ avaˇz´ım, aby se izotermicky vr´ atil do p˚ uvodn´ı polohy. Urˇcete pr´ aci, kterou tepeln´ y stroj vykon´ a bˇehem jednoho takov´eho cyklu. Urˇcete teplotu, na kterou jsme plyn v p´ıstu ohˇr´ ali. D´ ale urˇcete u ´ˇcinnost tohoto cyklu. Tuto u ´ˇcinnost porovnejte s maxim´ aln´ı moˇznou u ´ˇcinnost´ı pro dan´ y rozd´ıl teplot, tj. s u ´ˇcinnost´ı Carnotova cyklu. Naˇcrtnˇere a okomentujte pV diagram tohoto cyklu. Mol´ arn´ı teplo vzduchu Cv pˇri konstantn´ım objemu urˇcete pomoc´ı vztahu Cp = Mm .cp , kde Mm je mol´ arn´ı hmotnost vzduchu a cp je mˇern´ a tepeln´ a kapacita vzduchu pˇri konstantn´ım tlaku. Z tabuklek lze vyˇc´ıst hodnoty Mm = 28, 96 g.mol−1 , cp = 1, 005 kJ.kg −1 .K −1 . Zpracov´ an´ı: Plocha p´ıstu S = πr2 = 12, 6 cm2 = 1, 26.10−3 m2 , tlak pistu na plyn ppist = z´ avaˇz´ı na plyn ˇcin´ı pz =
mz g S
=
2,94 N 1,26.10−3 m2
mpist g S
= 2, 3 kPa.
Stav v bodu A: pA = patm + ppist + pz = 101, 3 kP a + 3, 1 kP a + 2, 3 kP a = 106, 7 kP a. VA = 40 cm3 = 4.10−5 m3 . TA = 20◦ C = 293, 2 K nR =
pA VA TA
=
106,7 kP a.4.10−5 m3 293,2 K
= 1, 46.10−2 J.K −1 ⇒ n = 1, 75.10−3 mol
Stav v bodu B: pB = 1, 15 × patm = 116, 5 kP a. VB = VA = 40 cm3 = 4.10−5 m3 . VB = 319, 2 K TB = pBnR Stav v bodu C: pC = pA = 106, 7 kP a. −2
−1
J.K .319,2 K C VC = nRT = 1,46.10 106,7 = 4, 37.10−5 m3 = 43, 7 cm3 . pC kP a TC = TB = 319, 2 K
Stav v bodu D: pD = patm + ppist = 104, 4 kP a. −2
−1
J.K .319,2 K D VD = nRT = 1,46.10 104,4 = 4, 46.10−5 m3 = 44, 6 cm3 . pD kP a TD = TC = TB = 319, 2 K
1
=
3,92 N 1,26.10−3 m2
= 3, 1 kPa, tlak
Stav v bodu E: nRTE VE
pE =
1,46.10−2 J.K −1 .293,2 K = 4,46.10−5 m3 −5 3 3
=
VE = VD = 4, 46.10 TE = TA = 293, 2 K
96, 0 kP a.
m = 44, 6 cm .
Obr´ azek 1: Tepelny´ y cyklus z u ´lohy ˇc. 1 Pr´ ace vykonan´ a tepeln´ ym strojem:
Z
D
∆W =
A
Z pdV +
Z
D
pdV =
B
E
B
RnTB dV + V
Z
A
E
∆W = 1, 46.10−2 J.K −1 · ln
RnTB VD VA VD dV = Rn[TB ln + TA ln ] = Rn.ln [TB − TA ] (1) V VB VE VB
44, 6 cm3 [319, 2 K − 293, 2 K] = 0, 041J 40 cm3
(2)
Teplo dodan´ e tepeln´ emu stroji: Mˇern´ a tepln´ a kapacita vzduchu pˇri konstantn´ım tlaku cp = 1, 005 kJ.kg −1 .K −1 , mol´ arn´ı hmotnost vzduchu Mm = c 28, 96 g.mol−1 , poissonova konstanta κ = cvp = 1, 40. Odtud lze dopoˇc´ıtat mol´ arn´ı teplo pˇri konstantn´ım tlaku a pˇri konstantn´ım objemu: Cp = Mm cp = 28, 96 g.mol−1 .1, 005 kJ.kg −1 .K −1 = 29, 10 J.mol−1 .K −1 , M
−1
c
p = 28,96 g.mol Cv = m κ Mezi body A a B:
Z
B
∆QAB =
Z
= 20, 79 J.mol−1 .K −1 .
B
dQ = A
.1,005 kJ.kg −1 .K −1 1,4
Cv dT = nCv [TB − TA ] = 1, 75.10−3 mol.20, 79 J.mol−1 .K −1 .[319, 2 K − 293, 2 K] = 0, 946 J.
A
(3) Mezi body B a D:
Z
D
∆QBD =
Z
D
dQ = B
pdV = Rn.TB ln B
VD 44, 6 cm3 = 1, 46.10−2 J.K −1 · ln [319, 2 K] = 0.507J VB 40 cm3
Tepeln´e ztr´ aty:
2
(4)
Mezi body D a E:
Z
E
Z
E
Cv dT = nCv [TE −TD ] = 1, 75.10−3 mol.20, 79 J.mol−1 .K −1 .[293, 2 K−319, 2 K] = −0, 946 J.
dQ =
∆QDE =
D
D
(5) Mezi body E a A:
Z
A
Z
A
pdV = Rn.TA ln
dQ =
∆QEA = E
E
VA 44, 6 cm3 = −1, 46.10−2 J.K −1 · ln [293, 2 K] = −0.466J VE 40 cm3
(6)
Tepeln´ au ´ˇcinnost cyklu: η=
0, 041 J ∆W = = 2, 8.10−2 = 2, 8% QAB + QBD 0, 946 J + 0, 507 J
(7)
Carnotova u ´ˇcinnost: ηCarnot = 1 −
TA 293, 2 K =1− = 1 − 0, 919 = 0, 081 = 8, 1%. TB 319, 2 K
(8)
Pozn´ amka: V dom´ ac´ı pˇr´ıpravˇe je d˚ uleˇzit´e, aby studenti spoˇc´ıtali alespoˇ n pr´ aci tohoto cyklu a tepelnou bilanci v jednotliv´ ych u ´sec´ıch, aby mˇeli pˇredstavu o tˇechto pojmech. V´ ypoˇcet u ´ˇcinnosti je citliv´ y na numerickou pˇresnost, zejm´ena pˇri urˇcov´ an´ı objem˚ u a poˇctu mol˚ u (resp. veliˇciny nR). Zaokrouhlen´ı o jeden ˇr´ ad m˚ uˇze v´est ke zcela odliˇsn´ ym v´ ysledk˚ um. 2. Pomoc´ı z´ avaˇz´ı o hmotnosti 150 g zkalibrujte tlakov´ y senzor a urˇcete rozd´ıl hmotnost´ı p´ıstu P a zavˇeˇsen´eho z´ avaˇz´ı Z. Uvaˇzte, jestli je moˇzn´e tento rozd´ıl pˇri zpracov´ an´ı zanedbat. V dom´ ac´ı pˇr´ıpravˇe si pˇredem zpoˇctˇete, jakou zmˇenu tlaku zp˚ usob´ı zatˇeˇzk´ an´ı p´ıstu z´ avaˇz´ım o hmotnosti 150 g, kdyˇz v´ıte, ˇze pr˚ umˇer p´ıstu ˇcin´ı d = 32, 5mm. Zpracov´ an´ı: Tlak v p´ıstu se kalibruje ve dvou bodech, prvn´ı bez z´ yvaˇz´ı na ploˇsinˇe (tlak je pak roven souˇctu atmosferick´emu tlaku a tlaku zp˚ usoben´eho vlastn´ı vahou p´ıstu ). Tento tlak sa okalibruje jako 0 kP a. Druh´ y bod pro kalibraci z´ısk´ ame zatˇeˇzk´ an´ım p´ıstu, doporuˇcuje se z´ avaˇz´ı o hmotnost 150 g. Vzhledem k pr˚ umˇeru p´ıstu d = 3, 25 cm je pˇr´ıspˇevek k tlaku mz .g Fz (9) = pz = 2 . Spist π. d4 Pro z´ avaˇz´ı o hmotnosti 150 g je tlak z´ avaˇz´ı pz =
0, 15 kg.9, 81 m.c−2 . = 1, 77 kP a. π.2, 64.10−4 m2
(10)
Pozn´ amka: Pˇri kalibraci je tˇreba d´ at pozor, aby jednotky tlaku byly nastaveny jako Pascal, d´ ale mus´ı b´ yt citlivost tlakov´eho senzor nastavena jako n´ızk´ a (low), jinak by byl rozsah senzoru pˇr´ıliˇs mal´ y. Je tak´e tˇreba d´ at pozor, aby pˇri kalibraci nedoˇslo k z´ amˇenˇe kalibraˇcn´ıch bod˚ u. Dialog programu Data Studio totiˇz rozliˇsuje ”low point” a ”high point”. Rozd´ıl ve sn´ıman´em napˇet´ı mezi obˇema kalibraˇcn´ımi body be mˇel ˇcinit pˇri z´ atˇeˇzi 150 g asi 1 V . 3. Uvaˇzujte vzduch jako ide´ aln´ı plyn. Zahˇr´ıv´ an´ım baˇ nky s plynem pˇri konstantn´ım tlaku ovˇeˇrte Charles˚ uv z´ akon. V´ yslednou z´ avislost objemu na teplotˇe zn´ azornˇete graficky. Z v´ ysledku mˇeˇren´ı pak urˇcete pˇribliˇzn´ y poˇcet mol˚ u n plynu v uzavˇren´e soustavˇe a extrapolac´ı urˇcete objem V0 cel´e soustavy pˇri minim´ al´ı moˇzn´e poloze p´ıstu ve v´ alci, tj. pro situaci, kdy se p´ıst dot´ yk´ a dna v´ alce. Na z´ akladˇe znalosti z´ avislosti objemu na teplotˇe a poˇctu mol˚ u v soustavˇe dopoˇc´ıtejte standardn´ı mol´ arn´ı objem, tj. objem jednoho molu plynu za norm´ aln´ıch podm´ınek, a porovnejte tento mol´ ar´ı objem s tabulkovou hodnotou. Zpracov´ an´ı: . Pˇri zah´ ajen´ı mˇeˇren´ı na teplotˇe T = 305 K byl p´ıst ve v´ yˇsce h = 33 mm nad dnem v´ alce. To odpov´ıd´ a objemu −3 2 −2 2 . 1,06.10 m .3,3.10 m . −5 3 . 3 d h V˜ = π 4 = 3, 14 = 2, 74.10 m = 27 cm . 4 Po proveden´ı mˇeˇren´ı (doba mˇeˇren´ı byla cca 40 minut) bylo namˇeˇreno pˇribliˇznˇe 1400 u ´daj˚ u, kter´e jsou kraficky zn´ azornˇeny v grafu na obr´ azku 2. Proloˇzen´ a pˇr´ımka odpov´ıd´ a rovnici V (T ) = a.T + b, kde a = 0.383 cm3 .K −1 ; b = −116.42. Odtud pˇr´ımo vypl´ yv´ a . obsolutn´ı hodnota objemu soustavy pˇzi zaˇc´ atku mˇeˇren´ı V0 + V˜ = 116 cm3 . V´ ysledn´ a hodnota objemu soustavy pˇri minim´ aln´ı poloze p´ıstu ve v´ alci tedy je . V0 = 116 cm3 − 27 cm3 = 89 cm3 .
3
(11)
Obr´ azek 2: Charles˚ uv z´ akon
Po pˇreˇsk´ alov´ an´ı objemu tedy m´ ame vztah V = a.T , kde nR . psoust V = 0, 343.T
a = 0, 343 cm3 K −1 =
(12)
Atmosferick´ y tlak ˇcinil 737, 1 T orr = 133, 3.737, 1 P a = 98.3 kP a. Tlakov´ y pˇr´ıspˇevek zp˚ usoben´ y vlastn´ı vahou p´ıstu byl minim´ aln´ı (< 0.1kP a), proto jej lze zanedbat a do v7po4tu nezahrnout. Ze stavov´e rovnice ide´ aln´ıho plynu m´ ame a =
nR , psoust
odtud pak dostaneme poˇcet mol˚ u
98, 3.103 P a.0, 343.10−6 m3 K −1 . psoust .a = = 4, 1.10−3 mol. (13) R 8, 31 J.K−1.mol−1 . Na z´ akladˇe z´ avislosti 12 v´ıme, ˇze objem soustavy pˇri teplotˇe 20◦ C je V20 = 0, 343.293.2 = 101cm3 = 1, 01.10−4 m3 . −4 3 . m Odtud m´ ame objem jednoho Vn = 1,01.10 = 24, 6.10−3 m3 mol−1 . Hodnota ml´ arn´ıho objemu pˇritom podle 4,1.10−3 mol 3 −1 tabulek ˇcin´ı Vn = 22, 413 m mol . Pozn´ amka: n=
4. Proved’te dva cykly tepeln´eho stroje. Pro kaˇzd´ y cyklus volte jinou teplotu chladn´e l´ aznˇe - pokojovou teplotu a 0◦ C. Pro kaˇzd´ y cyklus urˇcete vykonanou pr´ aci, u ´ˇcinnost a Carnotovu u ´ˇcinnost pro dan´ y rozd´ıl teplot. Zpracov´ an´ı: Pozn´ amka:
2
Pozn´ amky 1. Pˇri manipulaci s kovovou baˇ nkou je tˇreba db´ at, aby gumov´ a z´ atka byla neust´ ale dobˇre utˇesnˇena. T´ım se zabr´ an´ı vniknut´ı vody do syst´emu a potaˇzmo tak i do p´ıstu, ˇc´ımˇz by se p´ıst mohl poˇskodit. Behˇem mˇeˇren´ı nezatlaˇcujte ani nevytahjte gumovou z´ atku, zkreslovalo by to v´ asledek mˇeˇren´ı. 2. P´ıst nezatˇeˇzujte z´ avaˇz´ım o vˇetˇs´ı hmotnosti neˇz 150g a nevyv´ıjejte v p´ıstu relativn´ı tlak vˇetˇs´ı neˇz 1, 5kP a vzhledem k atmosferick´emu tlaku. Pˇri vˇetˇs´ım pˇretlaku se projevuj´ı netˇesnost´ı ventil˚ u a mˇeˇren´ı se zkresluje. Pr˚ umˇer p´ıstu ˇcin´ı d = 32, 5mm. 3. Plyn v syst´emu nezahˇr´ıvejte pˇr´ıliˇs rychle. Teplomˇer na prudkou zmˇenu teploty reaguje se zpoˇzdˇen´ım a v´ ysledek by se tak zkreslil. Pˇri ovˇeˇrov´ an´ı Charlesova z´ akona proto volte radˇeji vetˇs´ı kovovou n´ adobu na vodu, ve kter´e budete zahˇr´ıvat kovovou baˇ nku s plynem. Vaˇriˇc pˇritom nastavte na nejniˇzˇs´ı stupeˇ n. Teplotn´ı r˚ ust pak bude pomalejˇs´ı a mˇeˇren´ı teploty pˇresnˇejˇs´ı.
4
4. Pˇri ovˇeˇrov´ an´ı Charlesova z´ akona nejdˇr´ıve zaˇcnˇete zahˇr´ıvat n´ adobu s vodou a chv´ıli poˇckejte (3-10 min.), neˇz zaˇcne r˚ ust objem. Teprve potom zaˇcnˇete mˇeˇrit. Mˇeˇren´ı prov´ adˇejte v rozmez´ı teplot cca 305 K − 335 K. Oˇcek´ avejte, ˇze doma mˇeˇren´ı m˚ uˇze b´ yt 40 minut aˇz hodina. V´ yvoj teploty a tlaku sledujte na VT diagramu. Pˇri mˇeˇren´ı pozorujte, jestli nedoch´ az´ı ke zmˇenˇe tlaku. Na z´ akladˇe znalosti atmosferick´eho tlaku (zjistˇete na barometru v praktiku) a tlaku zp˚ usoben´eho hmotnost´ı p´ıstu (viz. u ´kol ˇc. 2) pˇreved’te zjiˇstˇenou relativn´ı hodnotu tlaku na hodnotu absolutn´ı. Pˇri zah´ ajen´ı mˇeˇren´ı odeˇctˇete na stupnici, kter´ a se nach´ az´ı na stˇen´ ach v´ alce, polohu p´ıstu. Jelikoˇz tato poloha bude odpov´ıdat nulov´emu relativn´ımu objemu urˇcovan´emu programem Data Studio, budete moci na z´ akladˇe znalosti plochy p´ıstu a po proveden´ı extrapolace namˇeˇren´ ych hodnot urˇcit absolutn´ı objem soustavy pˇri minim´ aln´ı poloze p´ıstu. Absolutn´ı objem je nezbytn´e zn´ at pˇri zpracov´ an´ı u ´kolu ˇc. 4. Bˇehem mˇeˇren´ı mˇejte na pamˇeti pozn´ amku ˇc´ıslo 3! 5. Pˇri zahˇr´ıv´ an´ı vodu v kovov´e n´ adobˇe nikdy neuv´ adˇejte aˇz do varu! 6. Pˇred zah´ ajen´ım mˇeˇren´ı t´eto u ´lohy si vyzkouˇsejte, s jak´ ym tˇren´ım se p´ıst pohybuje v p´ıstnici. To provedete tak, ˇze u tlakov´eho senzoru odpoj´ıte plastovou trubiˇcku, ˇc´ımˇz se soutava otevˇre a p´ıst by mˇel v p´ıstnici zaˇc´ıt stoupat nebo klesat. Smˇer pohybu p´ıstu z´ avis´ı na hmotnosti p´ıstua z´ avaˇz´ı, kter´e je upevnˇeno na druh´em konci prov´ azku. V m´ıstech, kde se p´ıst zadrh´ av´ a, je pak tˇren´ı vyˇsˇs´ı a je radno se tˇemto poloh´ am p´ıstu vyhnout, zejm´ena pˇri jemnˇejˇs´ım mˇeˇren´ı, jako je kalibrace tlakov´eho senzoru. 7. Kalibraci tlakov´eho senzoru prov´ adˇejte tak, ˇze p´ıst nejdˇr´ıve nech´ ate nezatˇeˇzkan´ y a v dialogu programu Data Studio pro kalibraci tlakov´eho senzoru tuto hodnotu oznaˇc´ıte jako nula. Potom p´ıst zatˇeˇzkejte z´ avaˇz´ım o hmotnosti 100−200g, na z´ akladˇe znalosti polomˇeru p´ıstu dopoˇctˇete pˇr´ısluˇsnou zmˇenu tlaku a touto hodnotu vloˇzte do zm´ınˇen´eho dialogu programu Data Studio. T´ım je tlakov´ y senzor zkalibrov´ an. 8. Rozd´ıl hmotnosti p´ıstu a z´ avaˇz´ı na konci prov´ azku zjistˇete n´ asledovnˇe. Podle pozn´ amky ˇc. 7 zkalibrujte tlakov´ y senzor, potom u tlakov´eho senzoru odpojte plastovou trubici. T´ım syst´em otevˇrete a tlakov´ y senzor bude ukazovat z´ aporn´ y relativn´ı tlak, kter´ y odpov´ıd´ a atmosferick´emu tlaku. Pomoc´ı t´eto hodnoty pak jiˇz snadno urˇc´ıte rozd´ıl hmotnosti p´ıstu a z´ avaˇz´ı na konci prov´ azku. Po proveden´ı tohoto mˇeˇren´ı porovnejte zjiˇstˇen´ y rozd´ıl tlaku zp˚ usoben´ y hmotnost´ı p´ıstu a z´ avaˇz´ı na konci prov´ azku s atmosferick´ ym tlakem a pˇresnost´ı, se kterou tlakov´ y senzor mˇeˇr´ı tlak a zvaˇzte, zdali je tento pˇr´ıspˇevek k celkov´emu tlaku pro mˇeˇren´ı relevantn´ı. 9. Pˇri ovˇeˇrov´ an´ı Charlesova z´ akona volte poˇc´ ateˇcn´ı polohu p´ıstu cca 0, 5 − 1cm nad minim´ aln´ı moˇznou polohou p´ıstu. Zabr´ an´ıte tak zkreslen´ı v´ ysledk˚ u mˇeˇren´ı. Minim´ aln´ı polohu p´ıstu pak urˇc´ıte pomoc´ı rotaˇcn´ıho senzoru. 10. Cykly tepeln´eho stroje prov´ adˇejte n´ asleduj´ıc´ım zp˚ usobem: Baˇ nku tepeln´eho stroje um´ıstˇete do chladn´e l´ aznˇe, poˇckejte, aˇz se poloha p´ıstu ust´ al´ı a zahajte mˇeˇren´ı (= stisknˇete Start v programu Data Studio). Potom p´ıst tepeln´eho stroje zatˇeˇzkejte z´ avaˇz´ım, ˇc´ımˇz stlaˇc´ıte plyn ve v´ alci. Potom baˇ nku pˇrem´ıstˇete do hork´e l´ aznˇe, kterou budete m´ıt pˇripravenou na vaˇriˇci, zat´ıˇzen´ı p´ıstu nemˇen ˇte a opˇet vyˇckejte, aˇz se poloha p´ıstu ust´ al´ı. Dˇej tedy bude izobarick´ y. Snaˇzte se, aby teplota obou l´ azn´ı byla pokudmoˇzno konstantn. Po ust´ alen´ı polohy p´ıstu sejmˇete z´ avaˇz´ı, opˇet nechte ust´ alit polohu p´ıstu a pak baˇ nku pˇresuˇ nte zpˇet do chladn´e l´ aznˇe. Vyˇckejte, aˇz se syst´em vr´ at´ı do poˇc´ ateˇcn´ıho stavu a pak ukonˇcete mˇeˇren´ı. Graficky zn´ azornˇete a okomentujte pV diagram. Plochu obrazce v pV diagramu, kter´ a odpov´ıd´ a vykonan´e pr´ aci, lze odeˇc´ıst pomoc´ı programu DataStudio. Rozmyslete, o jak´ y dˇej se jedn´ a bˇehem zatˇeˇzk´ av´ an´ı a odlehˇcov´ an´ı p´ıstu. Bˇehem zpracov´ an´ı u ´kolu ˇc. 4 urˇcujte teplotu l´ azn´ı pomoc´ı dvou extern´ıch digit´ aln´ıch teplomˇer˚ u, protoˇze teplomˇer PASCO CI-6525 reaguje na zmˇenu teploty pˇr´ıliˇs pomalu (viz. pozn´ amka 3) a pro urˇcen´ı teploty je tedy nepouˇziteln´ y. Pˇri zah´ ajen´ı mˇeˇren´ı odeˇctˇete na milimetrov´e stupnici na stˇenˇe v´ alce tepeln´eho stroje polohu p´ıstu, obdobnˇe jako pˇri mˇeˇren´ı u ´kolu ˇc. 3. Na z´ akladˇe znalosti absolutn´ıho objemu soustavy pˇri minim´ aln´ı poloze p´ıstu mˇeˇren´e v u ´kolu ˇc. 3 pak budete moci urˇcit absolutn´ı objemy bˇehem cyklu. Pˇri pˇr´ıpravˇe chladn´e l´ aznˇe o teplotˇe 0◦ C pouˇzijte led. 11. !! Po zah´ ajen´ı mˇeˇren´ı u ´kolu ˇc. 3 neodpojujte plastov´e hadiˇcky ani ˇz´ adn´ ym jin´ ym zp˚ usobem neotv´ırejte syst´em, a to aˇz do konce mˇeˇren´ı u ´kolu ˇc. 4, aby poˇcet mol˚ u v syst´emu, kter´ y je mˇeˇren v u ´kolu ˇc. 3 byl stejn´ y i bˇehem mˇeˇren´ı u ´kolu ˇc. 4. Pokud toto poruˇs´ıte, budete muset poˇcet mol˚ u znovu urˇcit na z´ akladˇe stavov´e rovnice ide´ aln´ıho plynu a znalosti absolutn´ıho objemu soustavy pˇri minim´ aln´ı poloze v´ alce mˇeˇren´e v u ´kolu ˇc. 3.
3
Literatura
Reference ˇ [1] doc. RNDr. Zlatˇek Marˇs´ak, CSc., Termodynamika a statistick´a fyzika, CVUT Praha, 1995, Tˇret´ı vyd´an´ı [2] http://fyzika.fjfi.cvut.cz
5
