Gazlarning solishtirma issiqlik sig`imlari nisbatini Klemon –dezorma usuli bilan aniqlash. Ishning maqsadi

Aim.uz

Gazlarning solishtirma issiqlik sig`imlari nisbatini

Klemon –dezorma usuli bilan aniqlash.
Ishning maqsadi: Gazlarning solishtirma issiqlik sig`imlari nisbatini tajribada aniqlash uni molekulyar kinetik nazariyaga asoslanib hisoblangan qiymati bilan solishtirish.

Kerakli asboblar: katta shisha idish, suvli manometr, qo’l nasosi.

Nazariy qism.

Jismning haroratini 1K ga ko’tarish uchun ketgan issiqlik miqdoriga teng bolgan kattalik shu jismning issiqlik miqdori deyiladi. (1)

Modda birlik massasining issiqlik sig’imi solishtirma issiqlik sig’imi deb ataladi.

(2)

Bir mol moddaning issiqlik sig’imi molyar issiqlik sig’imi deyiladi. (3)

Moddalarning ya’ni gazlarning issiqlik sig’imi ularning qizdirilish vaqtidagi sharoitiga bog’liq bo’ladi. Jismning hajmi o’zgarmaydigan sharoitda qizdirilsa, bajarilgan ish dA=0 bo’ladi, u holda bu yerda bo’lgani uchun o’zgarmas hajmdagi molyar issiqlik sig’imi C_V yoki solishtirma issiqlik sig’imi c_v quyidagi ifoda bilan topiladi:



(4)

Gaz bosim o’zgarmas sharoitda qizdirilganda esa, gazga berilgan issiqlik miqdori termodinamikaning I qonuniga ko’ra aniqlanfdi, u holda . Bu ifodani dT ga bo’lib, quyidagini hosil qilamiz: ;

Bir mol gaz uchun holat tenglamasidan ekanligini aniqlab, ozgarmas bosimdagi molyar issiqlik sig’imi C_P yoki solishtirma issiqlik sig’imi c_p quyidagi ifoda bilan topiladi:

(5)

Bu yerda i- molekulalarning erkinlik darajasi deyilib, molekulalar holatini aniqlash uchun kerak bo’lgan erkli koordinatalar sonini ko’rsatadi. Bir atomli gaz uchun i=3, ikki atomli gaz uchun i=5, uch va ko’p atomli gaz uchun i=6 deb olingan.

Ixtiyoriy gazlar uchun ozgarmas bosimdagi solishtirma molyar issiqlik sig’imining o’zgarmas hajmdagi molyar issiqlik sig’imiga nisbati berilgan gaz uchun o’zgarmas kattalik bo’lib, Puasson koeffitsiyenti yoki adiabata ko’rsatkichi deb ataladi. (6) Adiabatik jarayon uchun o’rinli bo’lgan tenglama Puasson tenglamasi deyilib, u quyidagicha yoziladi:



O’lchash usuli va qurilmasi.
Gaz hajmining adiabatik kengayishidan foydalanib, γ ni aniqlash mumkin.Bunda bizga 12 –20 litrli katta shisha A idish va unga biriktirilgan B suvli manometer hamda C va D jumraklar kerak bo’ladi. (rasmda keltirgan).

1. Manometrga rangli suv quyilgan. C jumrak yopiq xolda D jumrakni ochib, A idishga manometrdagi suyuqlik ustunlarining farqi 20-25sm bo`lganga qadar K nasos bilan havo damlanadi. So`ngra D jumrak yopib qo`yiladi. Bunda damlangan havoning zichlanishi natijasida A idishdagi havoning temperaturasi va bosimi p<sub>1</sub>=p<sub>0</sub>+h<sub>1,</sub> hajmi V<sub>1</sub> teng bo’ladi. Natijada bosim ortishi natijasida manometrning chap tarmog`ida suyuqlik ko`tariladi.Bu yerda p₀ –atmosfera bosimi, h₁-suv manometri bilan o’lchanadigan qo’shimcha bosim.



2. Ballondagi havo harorati atrofadagiga tenglashgandan keyin,C jumrak ochilib,havo tashqariga chiqariladi va ballondagi bosim atmosfera bosimigacha kamaytiriladi. Ballondagi havo tashqariga tez chiqarilgani uchun issiqlik almashish kuzatilmaydi deb, ballondagi havo adiabatik kengayib atmosfera bosimi kuchiga qarshi ish bajaradi. Natijada ballondagi harorat kamayadi.

3. Agar C jumrak yopilib,ballondagi havo harorati atrofadagi haroratgacha oshirilsa, uning bosimi p₂=p₀+h₂ ega bo’ladi, hajmi esa V₂ bo’ladi. (h₂- qo’shimcha bosim )

1 va 3 holatlarda havo harorati o’zgarmaydi, shuning uchun Boyl-Mariott qonuni qo’llash mumkin: yoki (7)

1va 2 holatlarda havo adibatik kengayadi, bunda puason qonunini yozish o’rinli bo’ladi:

havo adiabitik kengayadi. Bu o`zgarish Puasson tenglamasi bo`yicha ro`y beradi:

yoki (8)

Ifodalarni solishtirib, ni hosil qilamiz.Bu ifodani logarifmlab, γ ni aniqlaymiz. p₀ , p₀+h₁ va p₀+h₂ bosimlar bir –birida juda kam farq qilgani uchun logarifmlarni o’z qiymatlari bilan almashtirish mumkin:
(9)
Ishni bajarish tartibi.

1. C va D jumraklar ochiladi, manometrdagi ustunlar farqi bir xil bo`ladi.

1. 
   C jumrak yopiq xolda, nasos bilan manometrdagi ustunlar farqi 20 – 25 sm bo`lganga qadar havo damlanadi.
   
2. 
   D jumrak yopiladi va manometrdagi suyuqlik ustuni bir oz pasayib, naychalardagi suyuqlik farqi h₁ o`lchanadi.
   
3. 
   C jumrakni tezda ochib va idishdagi havoni tashqariga chiqaramiz havo butunlay chiqib bo`lmasdan C jumrakni yopamiz. Manometr naychalaridagi suyuqlik ustunining farqi h<sub>2</sub> o`lchanadi.
   
4. 
   Tajribani eng kamida 3 marta takrorlab, chiqqan natijalarni o`rtacha qiymati olinadi, -ni aniqlashdagi absolyut va nisbiy xatoliklar hisoblanadi.
   
5. 
   ifodadan tajribada yo’l qo’yilgan nisbiy xatolik hisoblanadi.Bu yerda -tajriba natijasida aniqlangan o’rtacha qiymat - esa (6) ifodadan aniqlangan qiymat.
   

Olingan natijalar quyidagi jadvalga yoziladi.

№	h1 (sm)	h2 (sm)			(100%)
1
2
3
…
o’rt.

Mavzuni mustaxkamlash uchun sinov savolari.

1. 
   Solishtirma issiqlik sig`imi nima?
   
2. 
   Gaz adiabatik kengayganda uning ichki energiyasi qanday o`zgaradi?
   
3. 
   С_р va С_v ni tushuntiring va nima uchun С_р > Cv?
   
4. 
   Adiabatik jarayon nima va tenglamasini yozing.
   
5. 
   Nima uchun qurilmada simobli emas, balki suvli manometrdan foydalaniladi.