- •Вивчення приладів для виміру термодинамічних параметрів
- •1.1 Загальні вказівки
- •Лабораторна робота 2 визначення ізобарної теплоємності газів
- •2.1 Загальні вказівки
- •2.2 Методика проведення експерименту
- •2.3 Опрацювання опитних даних
- •Лабораторна робота 3 визначення показника адіабати повітря
- •2.1 Загальні вказівки
- •3.2 Методика проведення експерименту
- •3.3 Методика опрацювання досвідчених даних
- •Лабораторна робота 4 визначення ступеня сухості вологої насиченОї паРи
- •4.1 Загальні вказівки
- •4.2 Методика проведення експерименту
- •4.3 Методика визначення ступеня сухості
- •4.4 Вимоги до звіту
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота 5
- •Визначення параметрів вологого повітря
- •5.1 Загальні вказівки
- •5.2 Методика проведення експерименту
- •5.3 Методика визначення параметрів вологого повітря по
- •5.4 Вимоги до звіту
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота 6 визначення коефіцієнта теплопровідності твердого тіла
- •6.1 Методика проведення експерименту
- •6.3 Вимоги до звіту
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота 7 дослідження процесу тепловіддачі при вільному руху теплоносія
- •7.1 Загальні вказівки
- •7.2 Методика проведення експерименту
- •7. 3 Методика опрацювання опитних даних
- •7. 4 Вимоги до звіту
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота 8 визначення коефіцієнта випромінювання та ступеня чорнуватості твердого тіла
- •8.1 Загальні вказівки
- •8. 2 Методика проведення експерименту
- •8. 3 Методика опрацювання опитних даних
- •8.4 Вимоги до звіту
- •Контрольні питання
Лабораторна робота 3 визначення показника адіабати повітря
Ціль - експериментально визначити показник адіабатного процесу для одного з найбільш поширених робочих тіл - повітря й порівняти експериментальні дані з розрахунковими.
2.1 Загальні вказівки
Перед виконанням лабораторної роботи вивчите дійсні методичні вказівки, що відповідають поділи робіт [3,4], підготуйте відповіді на контрольні питання й заготовте бланк звіту.
Для виконання дійсної роботи необхідно знати такі основні положення:
1. Термодинамічний процес, у якому до системи не підводиться й від системи не приділяється теплота (без теплообміну з навколишнім середовищем) називають адіабатним (dq = 0). Термодинамічна система, у якій протікає адіабатний процес, являє собою систему, обмежену оболонкою, постаченою ідеальною теплоізоляцією. У реальних умовах процес є адіабатним у тих випадках, коли система постачена гарною теплоізоляцією з низькою теплопровідністю, або процес зміни стана робочого тіла (газу) відбувається настільки швидко, що практично не встигає здійснюватися теплообмін між робочим тілом і навколишнім середовищем, тобто цей теплообмін зневажливо малий.
2. Запам'ятаєте, що для оборотного адіабатного процесу справедлива рівність
,
тобто оборотний адіабатний процес є в той же час ізоентропним процесом. Для необоротного адіабатного процесу має місце нерівність
T d S> dq; dq = 0; T d S > 0; d S > 0; S2 > S1,
тобто необоротний адіабатний процес не є ізоентропним. Рівняння адіабатного процесу можна одержати з рівняння першого закону термодинаміки, приймаючи при цьому dq = 0. Рівняння адіабат-ного процесу має вид (рівняння Пуассона)
(3.1 )
де Р - тиск, Па ( Н / м2);
- питомий обсяг, м3 / кг; к - показник адіабати.
Майте на увазі, що співвідношення (1) справедливо для будь-якого стану тіла (газу, рідини і твердого тіла). Розмір показника адіабати істотно різноманітний в різноманітних фазових станах речовини. Для твердих тіл і рідин розмір к дуже великий, причо-му помітно змінюється з температурою. Для газів і парів розмір к змінюється в залежності від температури щодо слабко, для більшості газів значення к лежить в інтервалі 1.3... 1.7.
3. Повітря при щодо невисоких тисках можна розглядати як ідеальний газ. Для ідеального газу показник адіабати визначається як відношення ізобарної теплоємності до ізохорної теплоємності
к = . (3.2 )
Використовуючи рівняння Майєра СР = СV + R, можна одержати таке рівняння для визначення к
к = 1 + (3.3)
де R - газова постійна,
СР - ізобарна теплоємність,
СV - ізохорна теплоємність,
У загальному випадку показник адіабати може змінитися, тоді в рівнянні адіабати необхідно підставляти середнє значення кСР
(3.4)
Показник адіабати ідеальних газів залежить від атомності газів (число атомів у молекулах) і від температури. Як відомо, теплоєм-ність ідеальних газів (повітря) мало змінюється з температурою, тому розмір к можна розрахувати по рівнянню (3.3) при відомих значеннях R і або по рівнянню (3.2) при відомих СР і .
Показник адіабати можна визначити також із рівняння адіабати, якщо відомі початкові і кінцеві параметри робочого тіла: Р1, , Р2, за такою формулою:
(3.5)