Схема и описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка (Рис.1 и Рис.2) состоит из герметичной теплоизолированной ёмкости 1, внутри которой размещёна ХК термопара 3. Давление измеряется водяным U – манометром 4 с герметизированным коленом 5. Температура воздуха в ёмкости измеряется термопарой 3, соединённой с измерителем температуры 6 типа 2ТРМО.

 

Рис. 1. Схема экспериментальной Рис. 2. Схема рабочего участка

установки.

 

В емкость 1 компрессором 9 через кран К₁ подается воздух при закрытом кране К₂ при этом давление в емкости начинает повышаться. Через некоторое время компрессор выключают и закрывают кран К₁. Зная расход компрессора и объем емкости можно определить массу газа в емкости, повышение давления определяется U – манометром 4, температура ХК термопарой 3. При наличии всех этих величин, возможно, определить газовую постоянную воздуха.

 

Порядок проведения эксперимента

1. Повернуть ручку крана К₂ в положение «ЗАКРЫТО».

2. Повернуть ручку крана К₁ в положение «ОТКРЫТО».

2. Включить тумблером 11 питание установки.

3. Включить измеритель температуры 14.

4. Включить компрессор 9 тумблером 12 одновременно включая секундомер.

5. Через некоторое время (не более 10 секунд), выключить компрессор и повернуть ручку крана К₁ в положение «ЗАКРЫТО» засечь время по секундомеру t

сек занести в таблицу.

6. Тщательно по нижней точке мениска уровня жидкости в закрытом и соединённым с ёмкостью колене манометра, отсчитать величины H₁ и h₁, снять показания измерителя температуры t. и занести в таблицу H₁, h₁, t.

7. После снятия показаний повернуть ручки кранов К₁ и К₂ в положение «ОТКРЫТО».

Повторить эксперимент несколько раз изменяя время включения компрессора.

 

Таблица

Результаты измерений и расчетные значения

 

№ оп.	H1 мм	h1, мм	DH1, мм	t °C	Т К	t сек	Dр Па	DM кг	R Дж/(кг×К)

 

Обработка результатов эксперимента

 

Уравнение состояния газа в емкости перед началом эксперимента запишется:

 

,

 

а после подачи воздуха

 

,

 

Температуру газа в емкости будем считать постоянной в связи с небольшим повышением давления и теплообменом с окружающей средой.

Складывая уравнения 1 и 2 получим

 

 

или

 

.

 

 

Отсюда газовая постоянная

.

 

Перепад давления жидкости в манометре определяется как

 

Dр = r g DH₁.

Приращение массы определяется

DМ = V_к r_в t.

Содержание отсчета

В отчет должны быть включены:

1) схема и описание лабораторной установки;

2) порядок проведения работы, основные теоретические положения;

3)таблица наблюдений и расчетные данные;

4) ответы на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое удельная газовая постоянная?

2. Приведите связь удельной газовой постоянной с удельными теплоемкостями?

3. Что такое универсальная газовая постоянная?

4. Запишите уравнения связи универсальной газовой постоянной с показателем адиабаты идеального газа?

5. Приведите связь удельной газовой постоянной с молярными теплоемкостями

 

 

Лабораторная работа № 4