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 H 1 и h 1, снять показания измерителя температуры t. и занести в таблицу H 1, h 1, 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) |
| 1 | |||||||||
| 2 | |||||||||
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 = Vк rв 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
