[مهندسی / فیزیک 1 / اندازه گیری ارزش آبی کالری متر]

اندازه گیری ارزش آبی کالری متر

هدف ازمایش: منظور از کالری متر یک ظرف عایق بندی شده گرمایی استکه در داخل ان ازمایشهای گرماسنجی (کالری متری) انجام می دهیم. ارزش ابی کالری متر همان ظرفیت گرمایی دستگاه است که طبق تعریف مقدار گرمایی است که بدنه کالری متر دماسنج و هم زن مبادله می کنند تا یک درجه تغییر دما دهد.

وسایل مورد نیاز :

• ترازوی دیجیتالی با دقت 0.1 درصد
• کالری متر
• هیتر
• بشر

روش انجام ازمایش :
جرم کالری متر را روی ترازوی دیجیتالی اندازه می گیریم. جرم خالی کالری متر gr1002 شد. سپس تا نصف بشر را پر اب می کنیم و انرا روی هیتر مگذاریم کلید هیتر را می زنیم تا اب را گرم کند. در حین گرم کردن اب توسط همزن کالری متر که دماسنج نیز در کنارش می باشد اب را به هم می زنیم . به دلیل اینکه دمای آب به تعادل برسد.بعد از رسیدن دمای اب به حدود 60-65 درجه سلسیوس بلا فاصله اب گرم را داخل کالری متر تا نصف ارتفاعش پر می کنیم و در پوش ان را می گذاریم و دو باره بوسیله همزن اب را هم می زنیم تا تعادل در دما رعایت شود. در اینجا انتظار می رود که دما یک کم پایین بیاید چون مبادله گرما با بدنه کالری متر نیز انجام می شود. می بینیم پس از مدتی دماسنج دیگر دمای ثابت 60 درجه سیلسیوس را نشان میدهد .در این لحظه دوباره کالری متر پر آب را روی ترازو می گذاریم و جرمش این بارgr 1281 شد. می توان از تفاضل دو جرم خوانده شده جرم اب را بدست می اوریم یعنی :
M=1002–1281=279gr
حال رابطه ای برای ازمایش فوق داریم که عبارت است از :
Mc (t_h – t_p) = A (t_p –t₁ )
که در ان c گرمای ویره آب که cal _/ gr c 1 و t_{h دمای اب گرم روی هیتر و tp دمای تعادل و 1 t دمای کالری متر است. در اینجا Aبرایمان مجهول است که باید پیدا شود. لازم به توضیح است که دمای کالری متر خالی که قبلا اندازه گیری شده بود برابر t1=24 ċ و دمای اب گرم روی هیتر ċ 61= h t و دمای تعادل یعنی ċ60 = tp می باشد.}
حا ل با توجه به دادهای و رابطه کلی انها را جایگزین می کنیم :


در بالا دو شکل شماتیک را ملاحظه می کنید . یکی مربوط به هیتر و دیگری مربوط به کالری نتر است .وقتی که هیتر را به منبع متصل می کنیم چراغ قرمز روشن می شود که نشانه این است که که هیتر به برق وصل است و اگر روی کلید on بفشاریم خواهیم دید که چراغ سبز روشن شد . این دستگاه دارای یک دریچه تنظیم است از max تا min و می توانیم مقدار انرری دهی گرمایی هیتر را بوسیله این تنظیم کنیم تا در مدت معینی انرری مطلوب را در اختیار ما قرار دهد و اما کالری متر که از ان برای انجام ازمایشهای کالری متری استفاده می شود. دارای بدنه ای عایق گرما است و هم زنی دارد برای هم زدن مایعات جهت رسیدن به دمای تعادل است . نوع هم زدن مایعات بوسیله همزن بصورت بالا و پایین است نه به صورت دورانی . چوب پنبه را که ملاحظه می کنید بصورت کیپ به دماسنج و در پوش متصل است تا دما سنج در جای خود حرکت نکند .مایع داخل دما سنج بصورت الکل می باشد به یکباره نباید اب داغ را روی دما سنج بریزیم چون باعث ترکیدگی این لوله موئی شده و الکل ان بیرون می ریزد . علت اینکه در ازمایشهای کالری متر سعی داریم دمای مایعات زیاد نباشد این است که چون مایع دماسنج از الکل است و الکل هم دمای جوش پایین ولی دمای انجماد بالایی دارد . معمولا اگر دما از c70 بگذرد دما سنج معیوب می گردد.

Mc(th-tp / tp-t1)=A Ln mc + ln (th-tp /tp-t1) = ln A Ln mc = ln (th-tp) – ln (tp-t1) = ln A dm /m) – (dtp /th-tp) - (dtp / tp-t1) = dA /A)

محاسبه خطا : برای محاسبه خطا از طرفین رابطه mc(t_h-t_p) = A(t_p-t₁) , ln گرفته وسپس دیفرانسیل می گیریم.

A /A =( Δm /m) + (Δ tp / th-th) +(Δtp /tp-t1) Δ

حال بجای d , Δ قرار می دهیم و منفی ها را به مثبت تبدیل می کنیم . چون می خواهیم بیشترین مقدار خطا را بدست اوریم.

ΔA /A =(0.1/279) + (1/61-60) + (1/60-24) =(1/2790) +(1/1) + (1/36 )=1.02 ΔA/A = 1.02

■ منبع: [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

با تشکر مهران...