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

38 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

68789. Распад СССР. Формирование ближнего зарубежья 351.5 KB
  В настоящее время в НАТО входят: США Великобритания Франция Бельгия Нидерланды Люксембург Португалия Канада Италия Норвегия Дания Исландия Греция Турция Испания Германия. В июле 2009 года помощник госсекретаря США по делам Европы и Евразии Филип Гордон заявил что США готовы рассмотреть вопрос...
68791. Промышленное здание в г. Красноярск 110.5 KB
  Задание на архитектурно-конструктивную разработку промышленного здания Следует в срок до запроектировать промышленное здание на основе следующих исходных данных и параметров. Красноярск Списочный состав работающих человек 820 Количество работающих в максимальную смену человек 450 Из них доля мужчин...
68792. Проект модернізації роторної тістоподільної машини 2.52 MB
  Вирішальне значення для підвищення ефективності суспільного виробництва і для підвищення продуктивності праці в хлібопекарному виробництві має впровадження нової техніки, яка сприяє інтенсифікації технологічних процесів, скорочення тривалості виробничих циклів, і зниження технологічних втрат сировини.
68793. Проектирование гаража-стоянки с/х машин в городе Пермь 142 KB
  Гараж-стоянка для сельскохозяйственных машин предназначен для строительства на действующих автотранспортных предприятиях, удельная площадь стоянки на одно место хранения в гараже для сельскохозяйственных машин составляет 33 кв. м., в здании предусмотрена стоянка для машин...
68794. Расчёт трёхфазного силового масляного двухобмоточного трансформатора 2.79 MB
  Трансформатором называется статистическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или несколько систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
68795. Анализ реализации продукции для улучшения деятельности предприятия (на примере ОАО «Новогрудский маслодельный комбинат») 335.5 KB
  Согласно Закону о предприятиях в Республике Беларусь предприятия самостоятельно планируют свою деятельность на основе договоров заключенных с потребителями продукции и поставщиками материально-технических ресурсов и определяют перспективы...
68796. Реконструкция зданий и сооружений 55.5 KB
  Единственной рациональной альтернативной сносу являются модернизация и реконструкция рассматриваемых зданий методами градостроительного преобразования и переустройства которые должны быть произведены с учётом экономических социально функциональных технических эстетических и экологических...
68797. Прибыль предприятия как цель его функционирования 188.5 KB
  Использование средств производства работниками материальной сферы обеспечивает выпуск промышленной продукции. Для выявления финансового результата необходимо сопоставить выручку с затратами на производство и реализацию которые принимают форму себестоимости продукции.