Teknisk Tidskrift / 1931. Allmänna avdelningen / 93 (1871-1962) Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
	Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 7. 14 feb. 1931 - En tekniskt användbar metod för bestämningen av gasers specifika värme cp vid höga temperaturer, av Donald Bratt

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>

Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

närmare söka utreda, huruvida en enkel, tekniskt
användbar metod överhuvudtaget vore tänkbar.
Institutets arbeten, vilka pågått sedan hösten 1929,
hava resulterat i den metod, som nedan skall
beskrivas. Ehuru avsikten med denna redogörelse
sålunda icke är att behandla ämnet i sin helhet, blir
det dock nödvändigt att förutskicka några ord om
de teoretiska förutsättningar, på vilka metoden
grundar sig, så mycket mera som gränserna för en
metods användbarhet i varje teknisk beskrivning
måste klart och tydligt angivas, och sålunda
förtjänsterna noga vägas mot svårigheterna
och kostnaderna.

Litteratur.

Bland den rikhaltiga litteratur, som behandlar olika
sätt att bestämma gasers specifika värme, behöva
vi i detta sammanhang endast anföra

1) Wien-Harms: Lehrbuch d. Exp.-Physik, Bd VIII, 1.
(1929. Akad. Verlags-Ges., Leipzig.) 2) Geiger-Scheel:
Handbuch d. Physik, Bd X. (1926. Jul. Springer, Berlin.)
3) Partington & Shilling: The Specific Heat of Gases.
(1924. Ernest Benn, Ltd, London.) 4) H. Lourié. Chaleur
spécifique des gaz. (Chaleur & Industrie. Aug.–sept. 1930.)
5) Holger A. Lundberg: Om spec. värmet hos gaser inom
förbränningstekniken. (Ingeniörsvetenskapsakademiens
handlingar nr 58).

Samtliga dessa arbeten innehålla nämligen utförliga
litteraturförteckningar jämte kritiska anmärkningar,
varjämte 4) sannolikt ger den mest fullständiga
samling av numeriska värden på c_p och c_v som
f. n. existerar.

Ingenjör Lundbergs skrift 5) giver slutligen en intressant
grafisk sammanställning av olika försöksserier, varvid
man ovillkorligen frapperas av de starkt divergerande
resultaten. En tekniker måste givetvis bli betänksam,
då han ser huru även de mest dyrbara och
komplicerade apparater, varöver de ledande
forskningsinstituten förfoga, trots allt lämna värden,
som sinsemellan variera med flera procent.

Å andra sidan bör man icke förglömma, att
bestämningen av gasers spec. värme hör till
experimentalfysikens erkänt svåraste uppgifter.
Anledningarna härtill äro alltför välbekanta för att
närmare behöva diskuteras: gasens ringa
värmeinnehåll per kubikcentimeter, omöjligheten
att få fullständig värmeisolering, de termiska
förloppens långsamhet osv.

Översikt av olika metoder.

Önskar man, med tanke på de ovan nämnda
erfarenheterna, gå sin egen väg och uppfinna en
ny metod, är det nödvändigt att efterse huruvida
denna ej i själva verket blott utgör en variant
av de redan kända.

För bestämningen av c_p (till vilken vi i det
följande skola begränsa oss), har man att betrakta:

A. Elektriska strömningsmetoden.
B. Blandnings- eller kalorimeter-metoden.
C. Indirekta metoder. (Med hjälp av gasens tillståndsekv. e. d.)
D. Teoretiska metoder. (Spektralanalys och kvantumteori.)

Samtliga dessa metoder behandlas utförligt i Wien-Harms
arbete 1). Efter studium av detta förefaller det som om A.
från teknisk synpunkt skulle vara den tacksammaste att
använda. Visserligen ha forskare såsom Callendar, Swann,
Bririkworth, Knoblauch, Scheel och Heuse, Holborn och
Jakob, Osbourne, Stimson, Sligh och Cragoe, Haber m. fl.
redan använt sig därav, dock synes man ej ännu ha försökt
sig på höga temperaturer, ej heller fullt tillvaratagit vissa
andra möjligheter, som härnedan skola påpekas.

Strömningsmetodens teori.

I sina huvuddrag torde denna redan vara välbekant.
Gasen strömmar genom ett rör, i vilket är anbragt
en värmespiral, vari effekten w utvecklas.
Effekten w uppvärmer gasen samt förskingras delvis
i förluster av olika slag, w_o. Om G = viktsmängden
gas per sek.; c_p = gasens spec. värme; [DELTA][THETA] = gasens
temperaturtillskott, har man omedelbart ekvationen

        w = w_o + Gc_p [DELTA][THETA] . . . . . . . . . . . (1)

Som w och G kunna mätas på ett enkelt sätt skulle,
om även w_o och [DELTA][THETA] kunde mätas, c_p kunna bestämmas
direkt. Detta är dock icke fallet. Visserligen kan summan
av förlusterna (w_o) på ett enkelt sätt erhållas
om försöket anordnas så, att [DELTA][THETA] hålles på ett
konstant värde och w samt G varieras: man erhåller
då en rät linje i (G ^. w)-planet, där ordinatan i
origo w_o fås genom extra-polering till G = o. Men
[DELTA][THETA] kan icke till sitt absoluta värde erhållas med
större noggrannhet med hjälp av än så känsliga termo-element.
Även detta faktum torde vara varje tekniker välbekant, som
sysslat med temperaturmätningar i gaser.

Däremot möter det ingen svårighet att en gång för alla
bestämma sig för ett visst temperaturtillskott [DELTA][THETA]
och hålla detta konstant såväl då den ifrågavarande gasen
c_p användes som ock då man använder
sig av en jämförelsegas c’_p, vars specifika värme
är bekant. Man erhåller då tvenne ekvationer

        w = w_o + Gc_p [DELTA][THETA] (okänd gas)

        w’ = w_o’ + G’c’_p [DELTA][THETA] (jämförelse-gas)

Deriveras dessa med avseende på G, erhålles

[d]w	= cp[DELTA][THETA]
—————
[d]G

[d]w’	= c’p[DELTA][THETA]
—————
[d]G’

varav genom division: cp = c’p .		[d]w	......(2)
		—————
		[d]G
	————————
		[d]w’
		—————
		[d]G’

Fig. 1 åskådliggör detta. Försökspunkterna böra, om
de gjorda förutsättningarna äro korrekta, ligga på
en rät linje, enär sambandet mellan w och G i ekv.
(1) är lineärt.

Denna räta linjes lutningsvinkel mot G-axeln är
sålunda ett mått på gasens specifika värme c_p.

Fig. 2 illustrerar schematiskt försöksapparaten. Gasens
ingångstemperatur är [THETA], dess utgångstemperatur är
([THETA] + [DELTA][THETA]). Vid T₁ och T₂ befinna sig de termoelement,
vilka (kopplade mot varandra) avläsa differensen [DELTA][THETA],
som sålunda hålles konstant under alla försöken.

Vi ha nu erhållit en metod med följande fördelar:
1) Gasens ingångstemperatur [THETA] behöver ej vara känd

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>