50551

Исследование изобарного процесса

Лабораторная работа

Физика

Изучение характеристик процесса изобарного расширения воздуха. Если воздух используемый в качестве рабочего тела находится при малом давлении его можно рассматривать как идеальный газ состояние которого описывается уравнением Клапейрона-Менделеева а если относительные изменения параметров Δφ φ в процессах невелики то такие процессы являются квазиравновесными. Уравнение...

Русский

2014-01-26

97.5 KB

36 чел.

5

Лабораторная работа

Исследование изобарного процесса

  1.  Цель работы.

Изучение характеристик процесса изобарного расширения воздуха.

  1.  Краткие теоретические положения.

Изобарным называется термодинамический процесс, при котором давление сохраняется постоянным (р=const). Если при подводе тепла к газообразному рабочему телу оно расширяется без изменения давления, то всё подводимое тепло расходуется на изменение энтальпии.

dQ  = dJ + Vdp

dQp = dJ = CpdT                                                                    (1)

Если воздух, используемый в качестве рабочего тела, находится при малом давлении, его можно рассматривать как идеальный газ, состояние которого описывается уравнением Клапейрона-Менделеева, а если относительные изменения параметров (Δφ/φ) в процессах невелики, то такие процессы являются квазиравновесными.

Уравнение изобарного процесса в этом случае имеет вид:

(V/Т) = const                                                                      

(ΔV/ΔТ) = const                                                                    (2)

Если к газу в некотором объёме подводить тепло и при этом намеренно увеличивать его объём таким образом, что давление в объёме не будет изменяться, то будет реализован изобарный процесс расширения. Для простоты экспериментаможно поддерживать в объёме атмосферное давление. Если при этом регистрировать ΔV и ΔТ, то может быть построена кривая процесса, определена константа уравнения (2) и построена расчётная кривая процесса.

  1.  Описание лабораторной установки.

Схема лабораторной установки приведена на рис.1.

Рабочий объём – колба 1 помещена в термостат 6 типа ТС-24А. Температура в колбе измеряется термопарой, подсоединённой к потенциометру 5. Температура воды в термостате измеряется с помощью термометра 7. Кран 2 служит для сообщения газового тракта с атмосферой. Объём газа изменяется с помощью цилиндра 3, а давление измеряется дифманометром 4.

Термостат имеет два нагревателя: 700 Вт и 1300 Вт. Он снабжён осевым насосом (мешалкой) для перемешивания жидкости.

  1.  Проведение опыта.

Перед началом работы лабораторная установка приводится в исходное состояние:

  •  кран 2 открыт;
    •  цилиндр 3 опущен в воду до уровня 30 мл по его шкале;
    •  установка термостатирована, холодный спай термопары находится в сосуде со льдом;
    •  дифманометр 4 регистрирует ΔР=0.

Рис. 2. Схема лабораторной установки.

Порядок выполнения работы следующий.

  1.  Закрыть кран 2 и записать:
    •  уровень воды в цилиндре 3;
    •  температуру (термо-э.д.с.) в колбе 5;
    •  температуру в термостате по термометру 7;
    •  ΔР=0 по дифманометру 4.
  2.  Включить двигатель мешалки и оба нагревателя.
  3.  Практически непрерывно поднимая цилиндр 3, поддерживать в воздушном тракте атмосферное давление, т.е. ΔР=0.
  4.  Каждую минуту фиксировать:
    •  температуру (термо-э.д.с.) в колбе 5;
    •  уровень воды в цилиндре 3;
    •  ΔР=0 по дифманометру 4;
    •  температуру в термостате по термометру 7.
  5.  Наблюдения проводятся до достижения температуры воды в термостате 35°С.
  6.  После завершения наблюдений отключить нагреватели термостата и мешалку, открыть кран 2.
  7.  Обработка результатов опыта.

По результатам наблюдений строится график изобарного процесса ΔT = fV), определяется константа уравнения (2) и наносится расчётная кривая процесса.

  1.  Содержание отчёта.

Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

  •  краткие теоретические положения;
    •  схему и описание лабораторной установки;
    •  протокол испытаний;
    •  графики;
    •  анализ полученных результатов.

  1.  Контрольные вопросы.

  1.  Определение изобарного процесса.
    1.  Изображение изобарного процесса на термодинамических диаграммах.
      1.  Использование изобарного процесса в циклах тепловых двигателей.

Протокол испытаний

Лабораторная работа №                          Исследование изобарного процесса.

Группа:

Дата испытаний:

Исполнители:

Результаты испытаний:

№ п/п

Отсчёт времени сек

Отсчёт уровня мл

ΔV

мл

t в термо-стате °С

Е

мВ

t в колбе

°C

1

0

0

2

60

3

120

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Подписи исполнителей

Подпись преподавателя


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84535. Періоди рефрактерності під час розвитку ПД типових кардіоміоцитів, їх значення 40.19 KB
  Значення великої тривалості ПД ТКМЦ стає зрозумілим якщо співставити його в часі з графіком зміни збудливості ТКМЦ при збудженні з графіком поодинокого скорочення міокарда: ПД ТКМЦ тривалий через наявність фази плато. АР відповідає розвитку латентного періоду поодинокого м’язевого скорочення періоду укорочення та значної частини періоду розслаблення. Завдяки такому співвідношенню у часі фаз збудливості та періодів поодинокого скорочення міокарда досягається: неможливість виникнення в міокарді тетанічних скорочень; наступний цикл...
84536. Спряження збудження і скорочення в міокарді. Механізми скорочення і розслаблення міокарду 44.46 KB
  Тобто ПД викликає скорочення таким чином: ПД поширюється по мембрані ТКМЦ в тому числі і по мембрані Ттрубочок відкриття кальцієвих каналів саркоплазматичного ретикулума СПР вихід йонів кальцію із СПР підвищення концентрації йонів кальцію в міоплазмі з 108 до 105 моль л дифузія йонів кальцію до скоротливих білків протофібрил взаємодія з регуляторними білками з тропоніном зміна третинної структури тропоніну та тропоміозину відкриття активних центрів актину взаємодія активних головок міозину з активними центрами актину...
84537. Векторна теорія формування ЕКГ. ЕКГ, відведення. Походження зубців, сегментів, інтервалів ЕКГ 42.75 KB
  ЕКГ відведення. Походження зубців сегментів інтервалів ЕКГ. Крива змін цієї різниці потенціалів в часі називається електрокардіограмою ЕКГ.
84538. Серцевий цикл, його фази, їх фізіологічна роль. Показники насосної функції серця і методи їх дослідження 58.82 KB
  Показники насосної функції серця і методи їх дослідження. Його будова повністю пристосована для виконання функцій насоса: СЕРЦЕ насос ШЛУНОЧКИ ПЕРЕДСЕРДЯ КЛАПАНИ Резервуарна функція Забезпечення одностороннього току крові Насосна функція ХОК який є адекватним потребам організму Таким чином насосну функцію виконують перш за все шлуночки серця. Серце як насос працює циклічно – мають місце ритмічне чергування систоли скорочення та діастоли розслаблення відділів серця. Чергування систоли та діастоли різних відділів серця можна...
84539. Характеристика періодів і фаз СЦ 47.19 KB
  Починається скорочення передсердя з м’язевих пучків які охоплюють гирла вен; це попереджує рух крові по градієнту тиску із передсердя в вени так як клапани тут відсутні. і внаслідок цього в шлуночок надходить остання порція крові яка складає від 8 до 30 від всього об’єму крові що надходить в шлуночок при його діастолі. Тому напруження міокарду шлуночка і тиск в ньому не змінюється не відбувається рух крові через порожнини серця; не змінюється положення клапанів. В стані спокою в шлуночку знаходиться близько 150 мл крові.
84540. Показники насосної функції серця і методи іх дослідження 42.01 KB
  Цей показник можна визначити за допомогою ехокардіографії тетраполярної реографії не інвазивні методи за допомогою методу розведення барвника внутрішньовенно вводять певні барвники і по динаміці зміни її концентрації в крові розраховують ХОК а також за допомогою методу Фіка він заснований на визначенні хвилинного поглинання кисню організмом людини і на визначенні артеріовенозної різниці вмісту кисню; для визначення а в різниці необхідно провести зондування правого передсердя – для отримання змішаної венозної крові; далі розрахунок...
84541. Роль клапанів серця у гемодинаміці. Тони серця, механізми їх походження ФКГ, її аналіз 42.92 KB
  Клапани розташовані при вході та при виході обох шлуночків серця. Мітральний та трьохстулковий клапани перешкоджають зворотньому закиду крові регургітації крові в передсердя під час систоли шлуночків. Перший систолічний тон виникає на початку систоли шлуночків. Його формують такі компоненти: закриття стулок передсердношлуночкового клапану; це основний компонент першого тону дає осциляції найбільшої висоти виникає на межі фаз ізометричного та асинхронного скорочень; міокардіальний компонент пов’язаний із напруженням та вібрацією...
84542. Артеріальний пульс, його походження СФГ, її аналіз 43.09 KB
  При аналізі СФГ враховують перш за все стан стінок крупних артеріальних судин. Про це можна судити за конфігурацією СФГ вираженості окремих її хвиль. Розрахунок тривалості серцевого циклу проводять по полікардіограмі – синхронно зареєстровані ЕКГ ФКГ СФГ.
84543. Регуляція діяльності серця. Міогенні та місцеві нервові механізми регуляції діяльності серця 40.8 KB
  Міогенні та місцеві нервові механізми регуляції діяльності серця. Баланс притоку та відтоку крові притік крові до серця по венозних судинах; відтік – за рахунок активного вигнання крові шлуночками серця; 2. Рівний хвилинний об’єм крові ХОК правого та лівого відділів серця; 3.