¡Descarga Pràctica 1 TTC - Termometria y más Ejercicios en PDF de Termodinámica solo en Docsity!
PRÀCTICA 1 TTC: TERMOMETRIA
INTRODUCCIÓ
L’objectiu d’aquesta pràctica és determinar el zero absolut. Hi ha 2 experiments
principals. El primer, determinar el zero absolut mantenint constant el nombre de mols
de gas. I el segon, determinar el zero absolut variant el nombre de mols de gas.
A continuació s’esmenten els materials i equips que calen per a realitzar aquesta
pràctica:
MATERIALS I EQUIPS QUANTITAT
Gerra de plàstic 3
Gel el que es consideri adient
Aigua freda la que es consideri adient
Aigua tèbia la que es consideri adient
Aigua calenta la que es consideri adient
Termòmetre de gas 1
Termoparell 1
Sensor dual pressió-temperatura 1
USB link 1
Escalfador d’aigua 1
DataStudio 1
Memòria USB 1
El procediment amb el qual hem realitzat el primer experiment és el següent: (1) posar
els 3 tipus diferents d’aigua a les gerres; (2) preparar el programa a l’ordinador i
connectar-hi el termòmetre amb el conducte del gas tancat; (3) quan el programa
estava llest, introduir el termòmetre a l’aigua freda, esperar uns instants i repetir
l’experiment amb l’aigua tèbia i calenta; (4) un cop hem pres les dades, tornar a repetir
el procés per validar si sempre surten, més o menys, els mateixos resultats.
El segon experiment consta de tres parts. En la primera havíem de submergir el
termòmetre a l’aigua freda amb el conducte del gas obert. A continuació calia tancar
el conducte del gas i submergir el termòmetre als recipients amb aigua tèbia i amb
aigua calenta, i repetir el procés per prendre de nou les mesures. En la segona calia
submergir el termòmetre a l’aigua tèbia amb el conducte del gas obert, i, un cop
submergit, tancar el conducte de gas (i repetir els mateixos passos als recipients amb
aigua freda i aigua calenta). A partir del segon experiment hem canviat l’aigua de tots
els recipients i n’hem posat de nova, per això les temperatures - i en conseqüència la
resta de resultats que en deriven- són diferents. Aquest canvi ha repercutit en el càlcul
d’errors, ja que a partir d’aquest experiment el marge entre el zero absolut “acceptat”
i el que hem calculat nosaltres és major. Òbviament els resultats no són exactes i les
dades s’allunyen de la realitat, entre d’altres, degut als errors de mesura dels aparells.
Finalment, en la tercera part havíem de fer el mateix que als experiments anteriors
però començant pel recipient amb aigua calenta. Amb les dades obtingudes hem fet
els gràfics amb els quals hem calculat quin valor tindrà el zero absolut.
DADES I CÀLCULS
- EXPERIMENT 1:
m b 92,56 4, 99,02 18, 110,86 49, 92,26 4, 98,99 18, 110,49 49,
Volum esfera (m3) R (J/mol·K) 0,0005352 8,
Incertesa Error absolut
Error relatiu
Error mitjà
2,56E-
Mitjana Desviació Desviació mitjana
Precisió sensors
Desviació màxima
Desviació estàndar
Zero absolut (ºC)
Sèrie
Pressió absoluta (kPa)
Temp. (ºC)
P = w T+ b Nº de mols
y = 0,4007x + 91,
Sèrie 1
y = 0,3952x + 91,
Sèrie 2
- EXPERIMENT 4 :
*Volem especificar que per calcular la incertesa hem seguit el PDF que hi ha al
metacurs d’Atenea sobre el càlcul d’errors, on especifiquen que la incertesa absoluta
és el valor més gran entre la incertesa deguda a la precisió de l’aparell p i la deguda
a factors aleatoris. Així doncs, hem calculat la incertesa com el valor més gran entre
la precisió (±0,5 per a tots els experiments) i la desviació màxima.
**Les desviacions les hem calculat mitjançant l’Excel, amb les funcions DESVMITJ
per la desviació mitjana i DESVEST.P per la desviació estàndard. Finalment, pels
errors hem utilitzat les fórmules estipulades internacionalment:
- Ea = |Vmesurat – Vreal|
- Er = Ea/Vreal
***Un altre aclariment que volem fer és sobre el càlcul del nombre de mols. Per
efectuar aquesta operació hem convertit el volum de l’esfera de inch a m
i hem
utilitzat aquesta fórmula: n = mV/R, on R és la constant dels gasos ideals (8,
J/mol·K).
m b 82,59 20, 76,09 7, 112,58 91, 82,49 20, 75,99 6, 112,48 90,
Volum esfera (m3) R (J/mol·K) 0,0005352 8,
Incertesa
Error absolut
Error relatiu Error mitjà
2,78E-
Mitjana Desviació
Desviació mitjana
Precisió sensors
Desviació màxima
Desviació estàndar
Zero absolut (ºC)
Sèrie
Pressió absoluta (kPa)
Temp. (ºC)
P = w T+ b Nº de mols
y = 0,4318x + 73,
Sèrie 1
y = 0,4318x + 73,
Sèrie 2
CONCLUSIÓ
Tal com esperàvem, el resultat del zero absolut a què hem arribat no és el que
realment hauria de ser. Això és degut al calibratge dels instruments de mesura (del
qual es desprèn la major part dels errors) i perquè les condicions al laboratori no són
les adients. Malgrat que el valor no és exactament el que hauria de ser, en algun dels
experiments ens hi hem apropat bastant, i si tenim en compte els errors, podríem dir
que hem arribat a un resultat satisfactori. Així doncs, podem observar com amb 3
gerres d’aigua a diferents temperatures podem extrapolar el que seria el valor del 0
absolut, un valor que representa l’absència total de calor. Aconseguir arribar-hi
(almenys al planeta Terra) requereix d’una quantitat d’energia enorme, per aquest
motiu aquesta és una pràctica senzilla però eficaç, que ens permet veure i entendre
molts dels conceptes que treballem durant les classes de teoria. La pràctica serveix
per entendre bé el comportament dels fluids i per aprendre a utilitzar els instruments
i el programa de recollida de dades.
