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

82068. Виховна година: Умій сказати, умій і змовчати 213 KB
  Виходить мовчання необхідно для того щоб почути свою совість. Але в деяких випадках мовчання ускладнює ситуацію. Якщо події вчинки слова людини людей суперечать твоїм переконанням навіщо мовчати Навіщо мовчати якщо є що сказати Тож давайте поговоримо про мовчання. Про мовчання й уміння говорити у Біблії...
82069. ОБЕРИ ЖИТТЯ 330 KB
  Рецепти та традиції що склали основу козацької медицини були обумовлені світоглядом і способом життя козаків. Наші предкизапорожці були невтомливими воїнами: життя козака проходило у воєнних походах і відчайдушних битвах з недругами. Ми навіть не знаємо що за вікном ті самі пігулки ліки мікстури...
82070. Школа: від витоків до сьогодення 444.5 KB
  Але хто сьогодні пояснить сенс тієї важкої кривавої виснажливої війни що тривала цілих десять років забрала десятки тисяч життів й покалічила ще більше душ Навіщо лідерам Країни Рад знадобилося провести ціле покоління крізь справжнє пекло На екран статистика Афганська війна принесла...
82071. Бабий Яр 101.5 KB
  Одновременно через дворников и управдомов распространялась дезинформация о намерении провести перепись и переселение евреев. Большинство из пришедших составляли женщины дети и старики взрослое мужское население было призвано в армию кроме евреев были представители других национальностей из...
82072. Морський бій 585.5 KB
  Ви будете не просто стріляти по квадратах і намагатися потопити кораблі суперників а будете відповідати на запитання з інформатики та математики і за правильну відповідь отримувати бали. Зробивши постріл команда повинна відповісти на запитання з відповідного предмета що криється в цьому квадраті.
82073. Прощавай Букварику! 83 KB
  На стінах розвішені плакати Спасибі Букварику Ласкаво просимо на свято Букваря Вчитель Сьогодні свято це для вас Лунає музика для вас В садках бузок зацвів для вас І сонця промінь теж для вас Мої малята дружний клас Ми всі чекаємо на вас. Буквар взяли ми в перший раз Як зайшли у перший клас.
82074. Дзвони Чорнобиля 38 KB
  Осмислити та усвідомити масштаби трагічних подій, розбудити почуття відповідальності перед наступним поколінням, виховувати глибоку повагу до людей, які віддали своє життя в ім’я майбутнього життя людства, розвивати почуття гордості за свій народ, прищеплювати любов до рідного краю.
82075. Донецьк — одне з міст-господарів Євро-2012 322 KB
  Актуалізувати знання учнів про місто Донецьк як про історичний і культурний центр Донбасу. Ознайомити учнів з пам’ятниками і парками міста Донецька, культурними та спортивними пам’ятками міста. Засвоїти поняття «туристичний центр». Розвивати пам’ять, увагу, інтелектуально-творчі здібності учнів....
82076. Цветочный карнавал 351.5 KB
  Дорогие друзья, сегодня мы собрались в студии, чтобы поговорить о цветах. Нет ничего на Земле прекраснее и нежнее цветов. Для человека цветы всегда были символом совершенства. Цветы давно и прочно вошли в наш быт. Подарить цветы – выразить человеку свои искренние чувства любви, почтения, уважения.