ΑΕΡΙΑ
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αναφορα1
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I
2012-2013
4
. 1462 . 1506 . 1446
1. 4 26/04/2013
, (Cp) (Cv). , . : Cp = 39,155 0,62 J/molK Cv = 32,68 0,34 J/molK. , , , . . : = 1,549 Cp/Cv = 1,198. , , .2
2. Cv
5,55lt - . , 100ml . . . , . . 100ml . .
Cp
. . 20 ml. . .
Kundt. . . . .
measure 1. display x y. Lissajous. . 45 45 , . .
T=19 0,5 CP =10050,1 mbar: 46%.
1:
2: Cp
3: Kundt 4:
3. 3.1 , .
1: Cv
t (sec)P (mbar)
0,090,08
0,120,11
0,100,09
0,100,10
0,090,07
0,130,12
0,080,08
0,110,11
0,110,09
0,090,08
0,130,11
0,070,08
0,060,07
0,080,09
0.070,08
0,080,09
0,090,08
0,040,05
0,080,07
0,100,09
0,070,08
0,080,08
0,090,08
0,090,08
0,130,11
0,100,05
0,110,10
0,100,12
0,080,07
0,090,10
0,100,11
0,120,10
0,100,09
0,110,11
0,110,10
0,090,09
0,060,06
0,070,08
0,050,05
0,060,07
2: Cp
t (sec)V (mL)
0,130,7
0,301,2
0,110,6
0,220,9
0,261,1
0,300,9
0,080,2
0,200,8
0,251,1
0,260,7
0,230,9
0,240,9
0,200,8
0,271,2
0,291,3
0,261,1
0,261,1
0,301,3
0,271,2
0,301,3
0,271,2
0,321,3
0,251,1
0,291,2
0,271,1
0,241,0
0,200,8
0,301,3
0,240,9
0,210,8
0,301,2
3: (/2) .
1 2
/212,8cm12,7cm
2/224,2cm24,3cm
3/235,8cm35,8cm
4/247,3cm47,2cm
5/258,8cm58,8cm
3.2 Cv . 1, . t.
1. .
CV, :
P/t 1, :
P/t: U: U=4,80 0,05 V: 420 5 mA P: 1005 0,1 mbar = 0,992 atmR: R=8,314 J/mole* K = 0,08206 atm lt/K mole: =0,855 cm3/ mbar = 0,866 lt/atm V: 5,55 lt 0,01: 0,8058 mbar/sec = 7,895* 10-4 atm/sec
1 atm = 1013,25 mbar R=8,314 J/mol*K = 0,08206
Cp 2 ( ), .
2. .
CP, , :
V/t 2, :
PV = nRT :
U: U=4,80 0.01 V: 420 5 mA P: 1005 0,1 mbar = 0,992 atmR: R=8,314 J/mole K = 0,08206 atm lt/K mole: =0,855 cm3/ mbar = 0,866 lt/atm : 4,3427 ml/sec=0,0043427 lt/sec: .
1 atm = 1013,25 mbar 1 atm = 1,013 * 105 pascal,
:
CP :
R:
R : R = Cp - Cv = (39,155 - 32,68) J/mol*KR=6,475 J/mol*K.
:
R=8.314 J/mol*K. Cp - Cv=6,475 J/mol*K. .
k .
:
:
3 (/2) .
:
: sd = 0,805 cm = 24,15 cm = 0,2415 m 0.00805 m
f= 1500 5 Hz : c= * f= 0,2415* 1500 = 362,25 m/s
:
c = 362,25 m/s R = 8,314 J/mol*K T = (273 + 20,7) = 293,7 K M : 79% 2 ( =28 g/mol) 21% 2 (= 32 g/mol). = 28*0,79 + 32*0,21 = 28,84 gr/mol 28,84*10 -3 kgr/mol
3.3 CV
: , :
, i)
ii) iii)
iv)
v)
,
U=4,80 0,05 V = 420 5 mA =1005 0,1 mbar = 0,992 9,87x10-5 atm R=8,314 J/mole* K = 0,08206 atm lt/K mole =0,855 cm3/ mbar = 0,866 lt/atm V=5,55 lt 0.01 lt B: = 7,895* 10-4 atm/sec 0,197*10-4 atm/sec.
CP :
,
,
,
U=4,80 0.01 V = 420 5 mA = 1005 0,1 mbar = 0,992 atm 9,87x10-5 atm R=8,314 J/mole K = 0,08206 atm lt/K mole =0,855 cm3/ mbar = 0,866 lt/atm = 0,00453509 lt/sec 0,00046809 lt/sec = 0,01911 atm P = 0,973
:
,
,
,
g: = 9,81 m/s2 = 3,1415m = m = 96,07 * 10-3Kgr: = 1,245 * 10-2mdm = 5x10-6Kgr , dr = 10-6m
, = -
,
, = ( - )= 1-0 = 1
,
= ( - )= 0-1 = -1
, (d)2 = (d)2 + (d)2
(d)2 = (0,1 mbar)2 + (0,03268 mbar)2
(d) = 0,34176 mbar 3,37 * 10-4 atm
1 atm = 1013,25 mbar P = 0,973 3,37 * 10-4 atm
Cp :
(R)
, R = CP - CV ,
,
, +
(dR)2 = (0,62)2 + (0,34) 2
dR = 0,707 joule/(mol*K)
, c= *f ,
,
dc = 12,135 m/sec,
, =
,
, ,
, ,
d = 0,1038
3.4 Cv . , . . . . . . . .
Cp . , , . , . . , . , , . . , , , , , . . . . , , , . , . , .
4.
Cv,Cp (79% 2, 21% 2) . . . CV: :
:
CP:
:
:
:
=
:
:
Van der Waals . : PV=nRT.
VdW.
Cv [J/mol*K]32,6844,7520,86
Cp [J/mol*K]39,15539,7629,17
1,198 1,549( )0,881,398
4: Cv, Cp . . . . , : PV= nRT. c :
m M :
. , :
(1) (2) , :
, , .
5. - 1. P V t . 15 19 CV CP 11 12 . CP-CV R.
, Cp Cv . .
2. . ;
.
3 van der Waals ( Joule-homson) . 15 19. 2 van der Waals ;
CP , Cp van der Waals, 1 :
(1) ab/v2 P/RT 1/V :
(1) :
:
(2)
CP= dQ = U *I * t
CP = , (2)
: V/T= , :
:V/t : (= 4,3427 ml/sec = 0,0043427 lt/sec), b: van der Waals (=1,408, b=0,03913)U: U= 4,8 0,01V: 420 5 mA = (420 5) *10-3 AR: R=8,314 J/ mole*K = 0,08206 atm*lt/ K*moleP: = P P = atmn: n=P*V/ P*b+R*T n = 0,225 mole
Cp= 39,76 Cv van der Waals :
nRT:
bn3 / V2
(7) 26 :
= :
(3)
V = 1 P 1 = 0,866 lt/atm, (3) :
(4) (3) 32 (13) 35 :
Cv = = dQ = U *I *t dQ = dE + PV (4) :
P:
P/t 2
P/t : (= 0,8058 mbar/sec = 7,895* 10-4 atm/sec), b: van der Waals (=1,408, b=0,03913)1: 1=0,855 cm3/ mbar = 0,866 lt/atm U: U= 4,80 0,05 V: 420 5 mA = 0,42 AR: R=8,314 J/ mole*K = 0,08206 atm*lt/ K*moleV: 5,55 ltP: 1005 0,1 mbar = 0,992 atmn: n=P*V/ P*b+R*T n = 0,225 mole :
CV= 44,75
, , . , . 2 79% .
4. . , , . , , . . . . . . . 5. Ar, HCl, C2H2, CO2, CS2, C2H4 , C2H6. . 3 . , . f R =3 . (f R=2). 3-5, 3-6.Ar: 3 f V=0 f R=0HCl: , f V=1 f R=2C2H2 : , f V=7 f R=2CO2 : , f V=4 f R=2CS2 : , f V=4 f R=2C2H4 : , f V=12 f R=3C2H6 : , f V=18 f R=3
6. . , .
Clement and Desormes 25-30 lt. , , . , He CO2 . , , . , . , , . , 40-50 ml 4 . , . Hg . .
Kundt: . . , , , . . , .
7. vib = h v /kB = h cve /kB ve . ) Cv . ) 2, 2, I2 (300 ) 3392,0, 2273,64, 308,65 ; Taylor :
:
Cv= NKB
) 2 ::
vib = 3392,01 kB = 1,3806 10-23 J K-1=300 = 6,022 1023
=0.013063 j/mol*K O2 ::
vib = 2273.64 kB = 1,3806 10-23 J K-1=300 = 6,022 1023
Cv=0.24436 j/mol*K I2 ::
vib = 308.65 kB = 1,3806 10-23 J K-1=300 = 6,022 1023
Cv=7.6179 j/mol*K Cv Cp-Cv=R Cp Atkins , 2005. N2 O2 I2 Cp :29,125 , 29,355 36,90 j/K*mole. Cv : 20,811 21,041 28,586 (j/mole*k) 2: O2 : 1,16% I2 :26,65% ( ) .8. 2 . . Cv/nR 2 . .
, , .
, ,
. . , . , ( rot (K) = 85,4 K vib (K) = 6140 K).
( 50). . , . , .
, . . . , , . (rot (K) = 85,4 K vib (K) = 6140 K).
. - , - , equilibrium , . - - spin , - spin . equilibrium . 3:1 (75%) (25%) equilibrium, . 9. . . . ;
, 1 m3. . : = m/V.
, W, , Ws, ( ) , , , P, , Ps. H (%).
19 2,19 kPa = 21,9mbar. 46% , 21,9 (x) 0,46= 10,074 mbar . 1005 mbar. 10,074/1005=0,01 = 1%.
1% , . . .
10. ; ;
. -.
.
. . , . , , (m1 m2) .
Hooke , : , : . . , . , , .
431. f . /2 (). /2 f . . 0 . ; , 2. . /2 . . .3. . Cp/Cv (3) . ; ;
4. 0 C , c () = 317 m/sec, ; CV ;
= =0C = 273K, R= 8,314 Joule/ mole *K .= 0,028 kgr/ mole = 1,2396 : CP - CV = R
CV = 34,79
6. 1. ( . . .)2. http://en.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals_constants_(data_page)3. http://www.one-school.net/Malaysia/UniversityandCollege/SPM/revisioncard/physics/heat/heatcapacityapplication.html4. http://ruelle.phys.unsw.edu.au/~gary/PHYS3020_files/SM3_5.pdf
5. http://solarsystem.wustl.edu/research/spacecraft-experiments/ace-1/6. P.W. Atkins , , , 20057. IntroductiontoSpectroscopy-18
