АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Определение показателя адиабаты воздуха

Читайте также:
  1. Access. Базы данных. Определение ключей и составление запросов.
  2. I. Определение основной и дополнительной зарплаты работников ведется с учетом рабочих, предусмотренных технологической картой.
  3. III. Определение оптимального уровня денежных средств.
  4. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты (Пуассона). Коэффициент Пуассона.
  5. Аксиомы науки о безопасности жизнедеятельности. Определение и сущность.
  6. Анализ взаимосвязей между показателями эффективности инвестиционно-инновационных проектов и показателями эффективности хозяйственной деятельности предприятия
  7. Анализ взаимосвязи между обобщающими, частными показателями экономической эффективности деятельности предприятия и эффективностью каждого научно-технического мероприятия
  8. Анализ ФСП основывается главным образом на относительных показателях, так как абсолютные показатели баланса в условиях инфляции сложно привести в сопоставимый вид.
  9. Анализ функциональной связи между затратами, объемом продаж и прибылью. Определение безубыточного объема продаж и зоны безопасности предприятия
  10. Биотехнология в охране окружающей среды: определение и основные направления.
  11. Быстрое определение направлений
  12. Быстрое определение расстояний

 

Цель работы – экспериментальное определение показателя адиабаты воз

духа. Закрепление раздела «Процессы идеального газа».

 

Теоретическая основа

 

Процесс изменения состояния идеального газа, протекающий без ввода и отвода тепла, т.е. при отсутствии теплообмена газа с окружающей средой, называется адиабатным.

При адиабатном процессе параметры газа изменяются таким образом, что произведение давления на удельный объем в степени К:

(1)

остается постоянной величиной. Здесь К называется показателем адиабаты системы, является ее физическим параметром и выражает отношение теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме

(2)

Для идеального газа величина К является постоянной. Она зависит только от количества атомов в молекуле газа: одноатомный газ К= 1,66; двухатомный– К= 1,4; трехатомный К= 1,33.

Из уравнения (1) следует, что в адиабатическом процессе между параметрами газа в начале и в конце процесса выполняются соотношения:

(3)

или (4)

Используя уравнение состояния идеального газа

, (5)

соотношение (3) можно привести к виду:

(6)

или (7)

Здесь – давление, удельный объем и температура газа в начале, а – те же параметры газа в конце адиабатического процесса.

Адиабатический процесс протекает при хорошей тепловой изоляции системы от окружающей среды или при большой скорости процесса, когда теплообменом с окружающей средой можно пренебречь.

 

Порядок выполнения работы.

 

Экспериментальная установка для определения показателя адиабаты воздуха изображена на стенде. Она состоит из сосуда 1 с системой кранов, насоса 2 и U– образного манометра 3.

При закрытой пробке В в сосуде 1 с помощью насоса 2 создается давление 180 – 200 мм.вод.ст. (отсчитывают по U– образному манометру, заполненному подкрашенной водой). После этого наблюдают по манометру постоянство его показаний, что будет свидетельствовать о наступлении теплового равновесия воздуха в сосуде с окружающей средой. Процесс установления равновесия продолжается примерно 4 минуты. Достигнутое равновесие (первое), состояние воздуха в сосуде характеризуется параметрами р1 и Т1.

, мм.вод.ст. (8)

 

где р0 атмосферное давление;

h1 –давление, отсчитываемое по манометру;

Т1 – температура окружающей среды, 0С.

Быстро открыв пробку В, выпускают воздух из сосуда до тех пор, пока давление в нем не станет равным атмосферному, что соответствует показанию «0» на U– образном манометре. Это (второе) состояние воздуха характеризуется параметрами р2 и Т2, где р2 = ро, а Т2 < Т1. Ввиду кратковременности процесс перехода воздуха в сосуде из первого состояния во второе можно считать адиабатическим.

Сразу после выравнивания давления в сосуде с атмосферным давлением пробку В следует закрыть. После этого наступает процесс установления теплового равновесия между воздухом в сосуде и окружающей средой. Оно характеризуется нагревом воздуха в сосуде от температуры Т2 до температуры окружающей среды Т1. Этот процесс изохорический и сопровождается повышением давления. Окончание процесса фиксируется по прекращению изменения показаний U– образного манометра. Наступившее равновесное состояние (третье) характеризуется давлением:

(9)

где h3 показание манометра и температуры (Т3 = Т1)

Таким образом, завершив измерения, получаем значения h1 и h3, которые заносятся в таблицу.

 

Обработка результатов измерений.

 

Запишем уравнение (7) для процесса 1–2 выпуска воздуха из сосуда:

(10)

Полученное соотношение приведем к виду:

(11)

Поскольку – величины малые по сравнению с единицей, разложив обе скобки в ряд, ограничившись лишь слагаемыми 1-го порядка малости:

(12)

или

(13)

Переход от второго равновесного состояния к третьему осуществляется при постоянном объеме (V= const). Для этого процесса имеем:

(14)

 

C учетом (9) и р2= р0 получим:

(15)

откуда следует, что

(16)

Объединив (13) и (16), в итоге получим:

(17)

откуда и рассчитываем показатель адиабаты воздуха:

(18)

Результаты расчета по формуле (18) занести в таблицу 1. Построить процессы изменения состояния воздуха в данном опыте в координатах

 

Таблица 1


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)