Determinarea Coeficientului de Frecare Interioară Şi Al Parcursului Liber Al Moleculelor Unui Gaz. [PDF]

Zitiervorschau

Ministerul Învăţămîntului a Republicii Moldova Universitatea Tehnică a Moldovei FCIM

Referat La lucrarea de laborator nr.1 Fizica Tema: Determinarea coeficientului de frecare interioară şi al parcursului liber al moleculelor unui gaz.

A efectuat : Studentul grupei ISBM-131 A verificat : Dr.conf.univ

Moscalu Adrian E.Burdujan

2014

1.Scopul

lucrării:

studierea fenomenului frecării interioare în gaze şi determinarea coeficientului de frecare interioară al aerului, şi determinarea parcursului liber al moleculelor. 2.Aparate şi materiale: retortă din sticlă, un vas gradat, manometru, un tub capilar, cronometru, barometru, termometru.

3.Schema instalaţiei:

unde: 1-fixator 2-robinet AB-capilar C-retortă D-vas gradat

4.Formulele de calcul: η=[ρg(h2-h1)πR04t]/8Vl.

  

3 P

RT . 8M

η-coeficientul de frecare interioară; h1,h2-înălţimile coloanei de apă în manometru; g-acceleraţia căderii libere; ρ-densitatea apei; R0-raza capilarului; l-lungimea capilarului; V-volumul aerului care a trecut prin capilar în timpul „t”; λ-parcursul liber al moleculelor de aer; P-presiunea atmosferică;

R- constanta universală a gazelor; T-temperatura absolută a aerului; µ-masa molară a aerului;

5.Tabela măsurărilor şi determinărilor: Nr. Exp . 1

∆h (103 m) 20

V (106 m3) 200

t (s)

∆t (s)

62

1

2

20

200

63

1

3

20

200

60

1

Val. med .

-

-

-

1

η 10-

∆η 10-6

2.8 3 2.8 8 2.7 0

-

λ (108 m) 1.56

-

1.58

-

-

-

-

1.49

-

-

-

2.8 0

0.9

1.54

0.51

32

33

6

Diametrul capilar - 1±0,01mm P=753mm/Hg T=295k R=8,31 J/mol*k µ=29*10-3kg/mol ρ=0,99780*10-3kg/m3 g=9,81m/s2

∆λ (10-8m)

ξη

ξλ

%

%

-

-

-

l=314,9±0,1mm

  0.000005; g  0.005;  (h)  1mm; h  0.005;  ( R0 )  0.01; V  25ml ; l  0.1mm; t  1.6 s;

6.Prelucrarea datelor experimentale: η=

g (h2  h1 )R04 t 0.9978  10 3  9.81  20  10 3  3.14  (0.44  10 3 ) 4  62  2.83  10  6 (kg/m  s ) = 8Vl 8  200  10 6  314.9  10 3

η=

g (h2  h1 )R04 t 0.9978  10 3  9.81  20  10 3  3.14  (0.44  10 3 ) 4  63  2.88  10 6 (kg/m  s ) = 6 3 8Vl 8  200  10  314.9  10

η=

g (h2  h1 )R04 t 0.9978  10 3  9.81  20  10 3  3.14  (0.44  10 3 ) 4  60  2.70  10 6 (kg/m  s ) = 6 3 8Vl 8  200  10  314.9  10

=

3 P

RT

=

3 P

RT

=

3 P

RT

8M

8M

8M



3  2.83  10 6 99078

3.14  8.31  295  1.56  10 8 (m) 3 8  29  10



3  2.88  10 6 99078

3.14  8.31  295  1.58  10 8 (m) 8  29  10 3



3  2.70  10 6 99078

3.14  8.31  295  1.49  10 8 (m) 8  29  10 3

7.Calculul erorilor:

1.ln =ln  +lng+ln h +ln  +4lnR

+lnt-ln8-lnV-lnl

0

dR dt dV dl d dg d (h1  h2 ) d    4 0    )   g h1  h2  R t V l R t V l  g  (h1  h2 )    (    4 0    )  .  g h1  h2  R t V l

2.   



5  10

.   

6

 0.9978  10 3 

 ( 5.01  10

3



 0.5  10

5  10

3

9.81

3



1  10

3

20  10

3

 0.1  1.59  10



3

5  10

3

3.14

4

0.01  10 0.44  10

3 3

3.



0.5 61.7



25  10

200  10

 0.09  0.008  0.125  0.0003)  2.8  10

1

6 6

6



0.1  10

3



  2.8  10 6 

3  314.9  10 

 0.9  10

6

( kg / m  s )

1

1.ln  =(ln -lnP)+1/2(ln  +lnR+lnT)- 2 ln8- 2 lnM d d dP 1 d 1 dR 1 dT 1 dM         P 2  2 R 2 T 2 M  P 1  1 R 1 T 1 M 3.   (   P  2   2 R  2 T  2 M )    P 1  1 R 1 T 1 M 4.   (   P  2   2 R  2 T  2 M )  

2.

5.

 0.9  10 6 133 0.005 0.005 0.05 0.0005    1.54  10 8    0.5  0.5  0.5  0.5 2.8 99078 3.14 8.31 295 0.029  

  

 (0.32  10 6  0.0013  0.00079  0.0003  0.00008  0.008)  1.54  10 8  0.51  10 8 ( m)

 

 0.9  10 6   0.32 ;  2.8  10 6

 

 0.51  10 8   0.33;  1.54  10 8

8.Rezultatul final:   (2.8  0.32)  10 6 ( kg / m  s )   (1.54  0.33)  10 8 ( m)

ξn=32% ξλ33%

9. Concluzie:

Aceasta lucrare de laborator ne-a familiarizat cu modul de efectuare a unei lucrari de laborator Efectuând această lucrare de laborator ne-am făcut cunoscuţi cu fenomenul frecării interioare în gaze, ne-am familiarizat cu metodele teoretice şi experimentale de determinare a coeficientului de frecare interioară al aerului şi determinarea parcursului liber al moleculelor. În rezultatul experienţei am obţinut = 32%şi =33%. Reieşind din analiza calculelor erorilor şi valoarea primită observăm că erorile cele mai mari la calculul coeficientului de frecare se află la măsurarea volumului (V) şi al lungimii capilarului(l), ceva mai mari la măsurarea diferenţelor lichidelor din manometru (h 2-h1), la rază (R) şi la timpul de scurgere (t). Deci, în rezultatul acestei analize ajungem la concluzia că pentru a obţine

un rezultat mai optim trebuie să luăm datele mai atent şi mai precis, să facem măsurările cât mai exact posibil.