[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Wykres zależności dla powietrza2b.Wykres zależności dla dwutlenku węgla3 i 7.Dla obu gazów metodą regresji liniowej wyznaczono proste najlepiej opisujące dane doświadczalne i przechodzące przez punkt (0,0).Na podstawie tych prostych można wyznaczyć prędkość dźwięku w danym gazie, która jest równa współczynnikowi kierunkowemu prostej:w powietrzuw dwutlenku węgla4 i 5.Ze wzoru na prędkość dźwięku w gazie można obliczyć współczynnik.Następnie na podstawie współczynnika można dla danego gazu określić liczbę stopni swobody korzystając z zależności:W doświadczeniu:PowietrzeDwutlenek węglaStała gazowa8,3144Temperatura gazu295Masa molowa gazu0,0280,044Prędkość348,37260,57Współczynnik1,3851,218Liczba stopni swobody5,1899,174Współczynnik(wartość teoretyczna)1,41,3Liczba stopni swobody(wartość teoretyczna)568.Obliczona liczba stopni swobody w przypadku powietrza nie odbiega znacząco od wartości teoretycznej.Natomiast dla dwutlenku w węgla wynik jest stanowczo za duży.W tym doświadczeniu trudno jest uzyskać dużą dokładność liczby stopni swobody, ponieważ sposób obliczania wymaga bardzo dokładnego wyznaczenia prędkości dźwięku w gazie.We wzorze na współczynnik prędkość jest podnoszona do kwadratu, a następnie obliczony współczynnik jest wykorzystywany w zależności na liczbę stopni swobody, w której niewielkie zmiany przekładają się na duże zmiany.6.Na dokładność wyznaczenia prędkości duży wpływ miało wyznaczenie długości fali.Doświadczenie polegało na znalezieniu położenia wody dla maksymalnego natężenia dźwięku, co jest dość trudne metodą „na oko” bez żadnego sprzętu pomiarowego.Wiec niepewność pomiarowa długości fali wyniosła ok. ±1 cm.Niepewność pomiarowa częstotliwości wynika z podziałki na generatorze dźwięku.Podziałka nie jest liniowa, dlatego niepewność jest różna dla różnych częstotliwości:, , , ,Podziałka jest dość duża, więc można przyjąć, że niepewność pomiaru częstotliwości jest mniejsza.Na wyznaczoną prędkość w dwutlenku węgla wpływ mogło mieć też to, gazu w rurze nie był czysty.Ponadto dla dwutlenku węgla zostały wykonane tylko dwie serie pomiarów, natomiast dla powietrza osiem, dlatego liczba stopni swobody powietrza wyznaczona w doświadczeniu jest dużo bliższa wartości teoretycznej.5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]