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

37 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

76924. Внутреннее ухо: костный и перепончатый лабиринты. Спиральный (кортиев) орган. Проводящий путь слухового анализатора 184.04 KB
  Они представлены волосковыми сенсорноэпителиальными клетками которые находятся внутри улитки в спиральном органе слуховой рецептор и внутри расширений преддверия и полукружных каналов вестибулярный рецептор. Костный и перепончатый лабиринт – скелет внутреннего уха располагается в пирамиде височной кости имеет следующие составные части: преддверие занимающее срединное положение; улитку лежащую кпереди от преддверия; три полукружных канала расположенных кзади от преддверия. Стенки отверстия и другие образования преддверия...
76925. Орган зрения: общий план строения. Глазное яблоко и его вспомогательный аппарат 183.74 KB
  Изменения внутренней оси глаза короткая длинная сказываются на положении фокуса световых лучей. Оболочки глаза состоят: из фиброзной оболочки с прозрачной и круглой передней частью роговицей диаметром в 12 мм толщиной в 1 мм; и с задней частью плотной белесоватой склерой толщиной от 04 до 1 мм; из сосудистой оболочки с тремя частями: собственно сосудистой ресничным телом радужкой со зрачком; из сетчатой оболочки с наружной пигментной и внутренней светочувствительной частью. Внутреннее ядро глаза представлено водянистой влагой...
76926. Преломляющие среды глазного яблока: роговица, жидкость камер глаза, хрусталик, стекловидное тело 181.53 KB
  Стекловидное тело находится в стекловидной камере. Объем его у взрослого - 4 мл. По составу - это гелеобразная среда с наличием в остове особых белков: витрозина и муцина, с которыми связана гиалуроновая кислота, что обеспечивает вязкость и упругость тела
76927. Сосудистая оболочка глаза, ее части. Механизм аккомодации 180.92 KB
  Ресничное тело средний отдел сосудистой оболочки расположен в виде кругового валика соответственно месту перехода роговицы в склеру сзади от радужки с которой срастается наружным ресничным краем. В центре радужка имеет зрачок ограниченный зрачковым краем сосудистой оболочки а противоположный ему край называется ресничным. В сосудистой оболочке находятся ресничные артерии: задние и передние; короткие и длинные. Из венозной сети сосудистой оболочки формируются вортикозные вены 46 проходящие через склеру и впадающие в...
76928. Сетчатая оболочка глаза. Проводящий путь зрительного анализатора 181.61 KB
  Внутренняя или сетчатая оболочка глаза плотно срастается с сосудистой по всей площади соприкосновения. Центральная ямка макулы сосредотачивает только колбочковые нейросенсорные клетки и в нее ldquo;упираетсяrdquo; оптическая ось глаза. Проводящий зрительный путь Рецепторное поле это сетчатая оболочка глаза с палочко и колбочковидными клетками содержащими светочувствительный пигмент родопсин йодопсин.
76929. Вспомогательный аппарат глазного яблока 179.9 KB
  Чувствительная иннервация осуществляется за счет глазничной ветви тройничного нерва при помощи: длинных ресничных ветвей из носоресничного нерва и подглазничного нерва от второй ветви пятой пары. Иннервация мышц происходит из глазодвигательного нерва: прямые мышцы верхняя нижняя медиальная нижняя косая подниматель верхнего века. Из отводящего нерва снабжается прямая латеральная мышца; из блокового верхняя косая; из лицевого нерва круговая мышца глаза. Их топография строение кровоснабжение иннервация.
76930. Органы вкуса и обоняния 180.85 KB
  Во вкусовых почках передних 2 3 третей языка обнаружен сладко чувствительный белок а в задней части – горько чувствительный. Вкусовые вещества адсорбируются микроворсинками вкусовых сенсорных эпителиоцитов и в них сталкиваются с рецепторными белками клетки что изменяет проницаемость мембран вкусовых эпителиоцитов и генерирует импульс. На боковых поверхностях вкусовых клеток замыкаются: в области передних 2 3 языка терминали барабанной струны промежуточного нерва – VII черепной пары; на задней 1 3 языка и слизистой неба и глотки ...
76931. Анатомия кожи и ее производных. Молочная железа: топография, строение, кровоснабжение, иннервация 191.33 KB
  В нем залегают корни волос потовые и сальные железы лимфоидные узелки иммунной системы. В сумку открывается проток сальной железы. Потовые glndule sudorifere это простые трубчатые железы в количестве 225 млн. По строению и функции потовые железы делятся на мерокриновые и апокриновые.
76932. Классификация желез внутренней секреции 181.69 KB
  Щитовидная и паращитовидные железы принадлежащие этой группе имеют энтодермальное происхождение и развиваются из эпителия глоточной части первичной кишки из закладки между 1й и 2й висцеральными дугами. В процессе развития формируется щитоязычный проток из дистальных отделов которого возникают доли и перешеек щитовидной железы после чего проток редуцируется. Паращитовидные железы развиваются из эпителия 34 висцеральных жаберных карманов глоточной кишки.