Xác định tỉ số nhiệt dung phân tử chất khí | Báo cáo thí nghiệm số 10F môn thí nghiệm vật lý 1 Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh

Bài 10F. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CHẤT KHÍ Họ và tên - MSSV: Xác nhận của GV Điểm
1 Huỳnh Hoài Bảo - 23110178
1. ................................
2 Nguyễn Trọng Phúc - 23110288
2. ................................
3 Nguyễn Thành Huy - 23110227
3. ................................ Nhóm: 4
Ngày:...................................................... A. CÂU HỎI CHUẨN BỊ
1. Định nghĩa và viết biểu thức của nhiệt dung riêng và nhiệt dung phân tử.
Nêu khái niệm số bậc tự
do của phân tử. Phân tử đơn nguyên tử, lưỡng nguyên tử và đa
nguyên tử có số bậc tự do bằng bao nhiêu?
- Nhiệt dung là một đại lượng vật lý có thể đo được bằng tỷ lệ nhiệt được thêm vào
hoặcgiảm đi của một vật thể với sự thay đổi nhiệt độ.
- Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần phải cung cấp cho một đơn vị đo
lường chất đó để nhiệt độ của nó tăng lên một độ trong quá trình truyền nhiệt - Công thức: C= Q/(m)
- Nhiệt dung của chất khí phụ thuộc vào quá trình nung nóng
- Cv là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà thể tích của hệ không đổi.
- Cp là nhiệt dung tính trong quá trình biến đổi mà áp suất của hệ không đổi.
- Biểu thức liên hệ chứng tỏ Cp>Cv: Cp - Cv= R
Trong đó: R là hằng số khí lí tưởng ( Jmol-1K-1)
-Bậc tự do của một phân tử là số thông số nhiệt động độc lập cần thiết để xác định vị trí
của phân tử đó trong không gian. Kí hiệu cho bậc tự do là f.
Bậc tự do đơn nguyên tử: f = 3.
Bậc tự do lưỡng nguyên tử: f = 5.
Bậc tự do đa nguyên tử: f = 6.
2. Hình ảnh bố trí dụng cụ thí nghiệm (có thể dùng hình vẽ tay hoặc in vào bên dưới, sau đó
chú thích tên các chi tiết chính)
3. Hãy trình bày sơ lược các bước để lấy số liệu.
- Lấy mức chênh lệch mực nước H có giá trị cố định. Trong đó y1, y2 là mực nước hai
đầu áp kế chữ U. Giá trị y1 được cho từ giảng viên.
- Tiếp theo ta xác định giá trị y3, y4 như sau:
+ Đóng van thông với khí quyển, mở van quả lê, dùng tay bóp quả lê để nén khí lại,
saocho mực nước bên trái của áp kế chữ U đến giá trị y1, rồi khóa van bơm lại.
+ Mở van thông với khí quyển để cho áp suất trong bình cân bằng với áp suất trong
ngoài,hay mực nước hai bên ống bằng nhau, rồi nhanh chóng đóng van đó lại.
+ Quá trình giãn nở đoạn nhiệt làm nhiệt độ trong bình giảm đi, cần chờ một vài phút
đểkhí trong bình cân bằng nhiệt trở lại với môi trường.
Trong quá trình này mực nước hay bên đầu áp kế chữ U đưa đến giá trị ổn định, đó chính là giá trị y3, y4.
- Lập lại quy trình trên 10 lần.
4. Đại lượng cần xác định trong bài là gì? Hãy viết công thức và chú thích các đại lượng có liên quan.
- Đại lượng cần xác định là tỷ số nhiệt dung phân tử chất khí X. - Công thức: Với H: là độ
chênh lệch áp suất cũa khối lượng khí vừa bơm
vào so với áp suất khí quyển bên ngoài (mmH2O).
h: là độ chênh lệch áp suất cho khối lượng khí công lại trung bình A do không khí trong bình gây ra .
i: số bậc tự do của phân tử khí.
Cp là nhiệt dung đẳng áp, Cv là nhiệt dung đẳng tích.
B. XỬ LÝ SỐ LIỆU – TRÌNH BÀY KẾT QUẢ
1. Mục đích bài thí nghiệm
- Xác định tỉ số nhiệt dung phân tử Cp/Cv của chất khí bằng phương pháp Clement- Desormord. 2. Bảng số liệu
Độ chính xác của thước mm:
y =¿ .......................................................................................................................................... 1
y =¿ .......................................................................................................................................... 2
Độ chêch lệch áp suất ban đầu H=|y − y |=¿ ......................................................................... 1 2 y y y Lần đo y3 3 4 4 (mm) (mm) (mm) (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y =¿ y =¿ 3 4
Mức chênh lệch mực nước: ℎ=¿................................................................................................
Tỉ số nhiệt dung phân tử: γ=¿....................................................................................................
Số bậc tự do i=¿.........................................................................................................................
3. Tính các sai số ∆ y , ∆ y , ∆ y
, ∆ H , ∆ h , ∆ γ , ∆ i 2 3 , ∆ y 1 4
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
4.Viết kết quả đo
Chênh lệch mực nước ban đầu H ± ∆ H=¿
Chênh lệch mực nước lúc sau
ℎ ± ∆ ℎ=¿
Tỉ số nhiệt dung phân tử khí γ ± Δ γ =¿ Số bậc tự do i ± Δi=¿
5.Nhận xét kết quả đo
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................