Univerzitet u Banjoj LuciPrirodno Matematiki FakultetOdsjek: Fizika

Marko VukadinoviBroj indeksa: 112/13Grupa: 123.3.2015.Odreivanje adijabatske konstante vazduha

Bodovi: _________________

Teorijski uvod:Adijabatski proces je proces kod kojeg prilikom prelaska termodinamikog sistema iz jednoga u drugo stanje nema razmjene toplote sa okolinom, odnosno .Takav proces je mogu ako je sistem dobro termiki izolovan, ili ako se proces odvija tako brzo da se razmjena toplote izmeu sistema i okoline ne stigne izvriti.Budui da za adijabatski proces vrijedi da je , iz prvog zakona termodinamike slijedi da je .Odavde se vidi da se rad koji vre spoljanje sile pretvara u unutranju energiju, ili se unutranja energija sistema pretvara u rad.Kako za promjenu unutranje energije sistema pri stalnoj zapremini vrijedi a rad je , odavde slijedi da je:

Iz jednaine stanja idealnog gasa vidimo da je: Slijedi da je: Daljim sreivanjem dobijamo da je: Ako je sistem u poetnom trenutku imao zapreminu V1 i temperaturu T1, a u konanom stanjuzapreminu V2 i temperaturu T2, dobijamo:

Podijelimo cijeli izraz sa Cv, pa zbog Majerove relacije imamo:

Adijabatski koeficijent se definie kao = pa imamo:

Ako u zamijenimo sa dobijamo .Ako to izjednaimo sa dobija se Poasonov zakon koji glasi:

Postupak pri radu:Aparatura se sastoji od velikog staklenog balona kroz iji ep prolaze cjevice od kojih je jedna vezana za otvoreni manometar, a druga za slavinu. Koristimo metod Klem-Dezorma. Polazi se iz take 1 kojoj odgovara pritisak p1, zapremina V1 i temperatura T1. Poetno stanje gasa u balonu odgovara povienom pritisku i ostvaruje se tako to se prvo na cjevicu na kojoj se nalazi slavina namjesti pumpica kojom poveavamo pritisak u balonu, a poveanje pritiska na manometru, na kojem dolazi do podizanja stuba ive u otvorenom kraku. Kada se stub ive popne na neku visinu h1, zatvorimo slavinu i priekamo dok se temperatura gasa ne izjednai sa temperaturom okoline. Pritisak sabijenog vazduha u balonu iznosi p1=p0+h1. Ako na trenutak otvorimo slavinu, pritisak vazduha u balonu e se izjednaiti sa atmosferskim, doi e do izjednaavanja nivoa ive, a zapremina e se poveati na vrijednost V2, odnosno zapreminu koja odgovara taki V2. im se nivoi izjednae, zatvaramo slavinu i primijeujemo ponovno podizanje nivoa ive, to znai da je dolo do porasta pritiska vazduha u balonu. Poslije zatvaranja slavine, gas poinje da razmjenjuje toplotu sa okolinom, a zbog konstantnosti zapremine moe da povea svoj pritisak na vrijednost p3 i iznosi p3=p0+h3, koji odgovara talki 3, zapremini V3 i temperaturi T3=T1.Prvo imamo proces 1-2 koji je adijabatski i moe se prikazati Poasonovom jednainom:

S obzirom da se vazduh u balonu vraa na prvobitnu temperaturu, take 1 i 3 moemo povezati izotermom za koju vai Bojl-Mariotov zakon: ,a odnos zapremina daje relaciju:

Daljim sreivanjem dobijamo da je:

Aparatura:Stakleni balon, manometar, pumpa.