Оценка погрешности измерений

Максимально возможная относительная погрешность измерения средней массовой изобарной теплоемкости воздуха δ при атмосферном давлении определяется по зависимости:

, (4)

Расчеты показывают, что в данной лабораторной работе погрешность составляет 5-7 %.

3. Описание экспериментальной установки по определению массовой теплоемкости воздуха при постоянном давлении

1. Назначение.

Установка предназначена для определения средней массовой теплоемкости воздуха при постоянном давлении .

4. Схема экспериментальной установки и методика измерений

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 1. На передней панели находится двухканальный измеритель температур (5) 2ТРМО, подключенный к двум хромель-копелевым термопарам, служащим для измерения температур t₁ и t₂ (рис. 2), источник питания постоянного тока (3) ротаметр (4), тумблер «Сеть» (1), тумблер включения компрессора (2), разъемы (8) для подключения вольтметра (мультиметра) (9), переключатель (7) для измерения напряжения U_н на нагревателе и падения напряжения U_o на образцовом сопротивлении R₀.

На рис. 2 приведена схема рабочего участка. Воздух при температуре t₁ подается компрессором (11) через холодильник (12) и ротаметр (13) по трубке (14) в сосуд Дьюара (15). В трубке (14) находится нихромовый нагреватель (16), к которому последовательно подключено образцовое сопротивление R₀ = 0,1 Ом. Протекая через трубку (14), воздух нагревается. Нагреватель питания работает от источника постоянного тока (ИП). Напряжение на нагревателе U_н и напряжение на образцовом сопротивлении U_o измеряется вольтметром (мультиметром) V. Температура воздуха на входе в сосуд Дьюара t₁ и температура воздуха на выходе t₂ после нагрева измеряется прибором 2ТРМО. Объемный расход воздуха V измеряется ротаметром (13).

Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки: 1 - тумблер «сеть», 2 - тумблер «компрессор», 3 - источник питания, 4 - ротаметр, 5 - измеритель температур, 6-тумблер включения прибора 2 ТРМО, 7 -переключатель, 8 - разъем, 9 -мультиметр, 10 - разъем.

Рис. 2. Схема рабочего участка: t1, t2 -измерение температуры, 11 - компрессор, 12 - холодильник,13 - ротаметр, 14 - трубка, 15 - сосуд Дьюара, 16 - нагреватель.

5. Порядок проведения эксперимента

1. Подсоединить мультиметр (9) с помощью проводов (10) к разъемам (8) на передней панели установки;

2. Включить питание установки тумблером «Сеть», измеритель температуры (5) - тумблером (6), компрессор - тумблером (2);

3. Включить питание нагревателя кнопочным выключателем (3) источника питания и установить первое значение напряжения U_н = 1,5 В;

4. Включить мультиметр и измерить точное значение U_н и U_o, переключая тумблер (7) в соответствующие положения;

5. Через 4-5 минут (по достижении стационарного режима) произвести отсчет температур t₁ и t₂ по измерителю 2ТРМО и объемного расхода воздуха V - по ротаметру (4);

6. Пункты 3-5 повторить для следующих значений напряжения на нагревателе: U_н = 1,5; 2; 2,5 В;