Краткие теоретические сведения. Виртуальная лабораторная работа № 12

Виртуальная лабораторная работа № 12

 

По дисциплине: Физика. Виртуальная физика.

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

 

Тема: Исследование эффекта Джоуля-Томсона при адиабатическом истечении газа.

 

 

Выполнил: студент гр. ГНГ-16-1 _______________ / Иванченко А.В./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

 

Проверил: ассистент кафедры ОТФ _______________ / Водкайло Е. Г./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

 

Санкт-Петербург

Цель работы

1) определение изменения температуры углекислого газа при протекании через малопроницаемую перегородку при разных начальных значениях давления и температуры;

2) вычисление по результатам опытов коэффициентов Ван-дер-Ваальса "a" и "b".

Явление, изучаемое в работе

Эффект Джоуля-Томпсона.

Схема установки

	1. трубка 2. индикатор 3. теплоизоляция 4. пористая перегородка 5. термостатический объём 6. манометр 7. кран 8. редуктор 9. баллон 10. пульт 11. термопара 12. индикатор

Краткие теоретические сведения

Основные определения

Давление – физическая величина, характеризующая состояние сплошной среды и численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности.

Температура – параметр состояния, характеризующий тепловое состояние системы.

«a» - коэффициент Ван-дер-Ваальса, зависящий от химической природы газа и расстояния от центра молекулы до стенки сосуда.

«b» - коэффициент Ван-дер-Ваальса, зависящий от собственного объема молекулы.

Эффект Джоуля-Томсона - изменение температуры газа, медленно протекающего из области высокого в область низкого давления в условиях хорошей тепловой изоляции. В разреженных газах, которые приближаются по своим свойствам к идеальному газу, при таком течении температура газа не меняется. Эффект Джоуля-Томсона демонстрирует отличие исследуемого газа от идеального. Количественно эффект Джоуля-Томсона определяется коэффициенотом

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.
Реальный газ- газ, свойства которого существенно зависят от взаимодействия молекул (не описывается уравнением состояния идеального газа Менделеева – Клапейрона).

 

1. Законы и соотношения, использованные при выводе расчетной формулы

Уравнение Ван-дер-Ваальса: (V-b)=RT

R – универсальная газовая постоянная,

b – суммарный объем всех молекул,

Т – температура, К

- внутреннее давление газа, описывающие силы притяжения между молекулами.

V – объем газа,

2. В работе используются

Трубка с пористой перегородкой; труба-теплообменник; термостат; термометр; дифференциальная термопара; баллон с газом (СО₂); манометр.