АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ВВЕДЕНИЕ

Читайте также:
  1. I Введение в экономику
  2. I. Введение
  3. III.Введение новой темы.
  4. А. Введение
  5. А. Введение
  6. А. Введение
  7. А. Введение
  8. А. Введение
  9. А. Введение
  10. А. Введение
  11. Введение
  12. Введение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА

_____________________________________________________________________

 

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей

 

 

К.Х.Шотиди, М.М.Шпотаковский

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОБАРНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА

 

Методические указания к лабораторной работе по курсам

²Термодинамика² и ²Теплотехника²

для студентов специальностей: 200503, 130501, 130503,

130504, 151001, 150202, 150205, 130602, 130603, 240401,

240403, 280201, 280202

 

 

 

Москва - 2008

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Знание значений теплоемкостей различных веществ (в основном, жидких и газообразных) необходимо при решении ряда задач термодинамики и теплопередачи в различных отраслях промышленности, когда приходится выполнять теплотехнические расчеты тепловых машин и других устройств, в которых эти вещества являются рабочими телами. В частности, можно рассчитать ряд важных характеристик рабочих тел, к числу которых относятся показатель адиабаты, удельные внутренняя энергия, энтальпия и энтропия, а также определить количество теплоты, передаваемое в различных термодинамических процессах.

Рассчитать значения теплоемкостей (изобарной, изохорной) рабочих тел можно только в результате проведения эксперимента с этими телами или на установке, основным элементом которой является калориметр, или на установках с использованием более точных, но относительно сложных методов спектроскопического анализа [1].

В настоящих методических указаниях приведены основные теоретические положения по вопросу определения теплоемкостей различных веществ, а также рассмотрена лабораторная работа, позволяющая определить изобарную теплоемкость воздуха с помощью проточного калориметра [2]. Кроме того, для самоконтроля эффективности освоения изложенного в методических указаниях материала студентам предложен ряд контрольных вопросов.

 

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Удельная теплоемкость или просто теплоемкость cz вещества, называемого в дальнейшем ²рабочим телом² или просто ²телом², представляет собой отношение теплоты D qz, подводимой к единице тела или отводимой от него в процессе z (D qz является удельной теплотой, измеряемой в (Дж/кг)), к изменению температуры тела D t, обусловленному теплообменом D qz [3, 4],

cz = . (1)

Если изменение температуры D t стремится к нулю (D t ® 0), то отноше-ние (1) в пределе представляет собой производную от теплоты qz по температуре t

cz = , (2)

где символ ²d², обозначающий бесконечно малую величину, вместе с тем, указывает на то, что изменение теплоты qz не является полным дифференциалом.

Теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), называется истинной, т.е. рассчитанной при температуре t.

Если теплообмен происходит при постоянном давлении p (z º p = idem и D qz º D qp), то теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), называется изобарной и обозначается ² cр ² (cz º cр). Если теплообмен происходит при посто-янном объеме, а, значит, и при постоянном удельном объеме v (z º v = idem и D qz º D qv), то теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), называется изохорной и обозначается ² cv ² (cz º cv).

Изобарная cр и изохорная cv теплоемкости тела, а также характеристическая газовая постоянная для этого тела R, измеряемая в (Дж/(кг× К)), связаны между собой следующим образом:

cр - cv = R, (3)

представляющим собой математическое выражение закона Майера. Из формулы (3) следует, что cv < cр.

Для молярных изобарной и изохорной теплоемкостей тела формула (3) принимает вид

- = , (4)

где - универсальная газовая постоянная, = 8314 (Дж/(кмоль× К)).

В зависимости от условий теплообмена теплоемкость тела может изменяться от минус бесконечности (- ) до плюс бесконечности (+ ). Если теплота отводится от тела (d qz < 0) и последнее при этом сжимается так, чтобы температура его не изменялась (t = idem, т.е. dt = 0), то теплоемкость тела равна минус бесконечности (cz = - ). Если теплота подводится к телу (d qz > 0) и последнее при этом расширяется так, чтобы температура его не изменялась (t = idem, т.е. dt = 0), то теплоемкость тела равна плюс бесконечности (cz = + ). Для однозначного определения теплоемкости необходимо указать условия теплообмена между телом и окружающей средой.

Если под ²единицей тела² в определении теплоемкости подразумевается единица массы, т.е. 1кг, то d qz в этом случае будет измеряться в (Дж/кг), а теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), будет называться массовой cz и измеряться в (Дж/(кг× К)).

Если под "единицей тела" в определении теплоемкости подразумевается единица объема, т.е. 1 м3, то d qz в этом случае будет измеряться в (Дж/м3), а теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), будет называться объемнойz и измеряться в (Дж/(м3× К)).

Если под "единицей тела" в определении теплоемкости подразумевается 1 кмоль, то d qz в этом случае будет измеряться в (Дж/кмоль), а теплоемкость тела, определяемая соотношением (2), будет называться мольной и измеряться в (Дж/(кмоль× К)).

Объемная c¢z и мольная теплоемкости тела связаны с массовой теплоемкостью тела cz следующими соотношениями:

z = r cz; (5)

= m cz, (6)

где r, m - соответственно плотность (в (кг/м3)) и молярная масса (в (кг/кмоль)) тела.

В расчетах, как правило, используется массовая теплоемкость cz, которая в дальнейшем называется просто ² теплоемкость ².

Физический смысл массовой (объемной, мольной) теплоемкости тела формулируется, исходя из соотношения (2). Массовая (объемная, мольная) теплоемкость тела представляет собой количество теплоты, которое надо подвести к 1кг (соответственно к 1м3, 1 кмоль) этого тела или отвести от него в термодинамическом процессе z (где z º p, v), чтобы изменить температуру этого 1кг (соответственно 1м3, 1 кмоль) тела на один градус (о С или о К).

Как показали экспериментальные исследования, теплоемкость тела зависит от температуры и давления:

cz = cz (t, p). (7)

В частности, зависимость теплоемкости идеального газа от давления настолько незначительна, что ей пренебрегают, т.е. теплоемкость идеального газа рассматривается как функция только температуры:

cz = cz (t). (8)

Поскольку в настоящем разделе методических указаний речь пойдет об экспериментальном определении теплоемкости воздуха при атмосферном давлении, при котором воздух по своим свойствам ²близок² к идеальному газу, в дальнейшем рассматривается теплоемкость идеального газа, называемого просто " газом ".

Если в результате подвода к газу теплоты qz ,1-2 в термодинамическом процессе z (z º p, v) температура газа увеличивается от t 1 до t 2 (t 1 < t 2), то теплоемкость газа, рассчитанная в этом случае по формуле

cz , m = , (9)

называется средней в интервале температур (t 1 ¸ t 2) cz , m, на что указывает индекс ² m ² в обозначении теплоемкости в отличие от обозначения истинной теплоемкости газа ² cz ², определяемой соотношением (2). Индексы ²1² и ²2² в формуле (9) обозначают состояние газа соответственно в начале и в конце термодинамического процесса z.

Для расчета теплоемкости cz , m по формуле (9) необходимо знать зависимость истинной теплоемкости cz от температуры, т.е. иметь соотношение (8).

Если исходить из предпосылки, что теплоемкость газа не зависит от температуры (рис. 1 а), т.е. cz является постоянной величиной (cz = idem), то количество теплоты qz, необходимое для нагревания 1кг газа в термодинамическом процессе z от 0 ° С до температуры t, определится по формуле

qz = cz (t - 0)= cz t, (10)

где cz представляет собой тангенс угла a наклона прямой qz к оси абцисс (оси температур) (рис. 1 б)

cz = tga. (10.1)

Зависимость теплоемкости газа от температуры в пределах небольших интервалов изменения этой температуры достаточно хорошо подчиняется линейному закону (рис. 1 в)

cz = a 0 + a 1 t, (11)

где коэффициенты a 0 и a 1 определяются экспериментально: a 0 представляет собой истинную теплоемкость газа при 0 ° С, a a 1 - тангенс угла a наклона пря-мой (11) к оси температур (a 1 = tga) (рис. 1 в). В этом случае график зависимости удельной теплоты qz от температуры t имеет вид, представленный на рис. 1 г. Средняя теплоемкость газа в термодинамическом процессе 1-2 cz ,1-2 представляет собой тангенс угла a1 наклона секущей 1-2 к оси температур (cz ,1-2 = tga1), а средняя теплоемкость газа в термодинамическом процессе 2-3 cz ,2-3 представляет собой тангенс угла a2 наклона секущей 2-3 к оси температур (cz ,2-3 = tga2). Теплоемкость газа cz ,1-2 меньше, чем теплоемкость газа cz ,2-3 (cz ,1-2 < cz ,2-3).

При линейной зависимости теплоемкости газа от температуры (см. соотношение (11)) средняя теплоемкость газа в диапазоне изменения температуры (t 1 ¸ t 2) cz , m численно равна истинной теплоемкости газа cz при средней арифметической температуре tm А = 0,5 (t 1 + t 2) в термодинамическом процессе z (рис. 1 д):

cz , m = . (12)

Нелинейная зависимость истинной теплоемкости газа cz от температуры t представляется в виде

cz = a 0 + a 1 t + a 2 t 2 +..., (13)

причем обычно ограничиваются первыми тремя слагаемыми, т.е. параболической зависимостью (рис.1 в),

cz = a 0 + a 1 t + a 2 t 2. (14)

Средняя теплоемкость газа в диапазоне изменения температуры (t 1 ¸ t 2) cz , m может быть не равна истинной теплоемкости газа cz, определенной при среднеарифметической температуре для указанного диапазона изменения температуры (см. рис. 1 д).

Средняя массовая теплоемкость смеси газов cz , m (в (Дж/(кг× К))) рассчитывается по формуле [3, 4]

cz , m = , (15)

где

N - количество компонентов смеси;

mi - массовая концентрация i -гo компонента смеси в долях единицы;

cz , m , i - средняя массовая теплоемкость i -гo компонента смеси, (Дж/(кг× К)).

Средняя мольная теплоемкость смеси газов (в (Дж/(кмоль× К))) определяется по формуле [3, 4]

= , (16)

где

ri - мольная концентрация i -гo компонента смеси в доля единицы;

- средняя мольная теплоемкость i -гo компонента смеси,

(Дж/(кмоль× К)).

Если состав газовой смеси задан объемными концентрациями, равными для идеального газа мольным концентрациям r, то объемную теплоемкость смеси при нормальных физических условиях (давление и температура равны соответственно 760 мм. рт. ст. и 0 ° С) определяется из соотношения, аналогичного соотношению (16), с той лишь разницей, что это соотношение, отнесенное к объему 1 кмоль, надо разделить на этот объем , одинаковый при нормальных условиях для всех газов: = m v = 22,4 (м3/кмоль) [4].

Из изложенного следует, что теплоемкость любого вещества определяется только в результате проведения эксперимента с этим веществом.

Структура формул (1) и (9) позволяет спроектировать установку для экспериментального определения теплоемкости рабочего тела. В частности, теплоемкость воздуха при атмосферном давлении можно определить с помощью проточного калориметра 6, по которому прокачивается исследуемый воз-дух (рис. 2). При движении воздуха от сечения I к сечению II, которые расположены соответственно на входе и на выходе калориметра и в которых измеряется температура воздуха, последний нагревается с помощью электрической спирали 6в. Поверхность калориметра должна быть теплоизолирована во избежание теплового взаимодействия нагреваемого воздуха с окружающей средой, т.е. теплота, выделяемая электрической спиралью при прохождении по ней тока, должна полностью пойти на нагрев воздуха, не теряясь при этом в окружающую среду. Кроме того, проходящий по калориметру воздух не должен нагреваться за счет теплоты, которая может поступать из окружающей среды внутрь калориметра.

Формула для расчета изобарной теплоемкости воздуха, как идеального газа, по результатам эксперимента на лабораторной установке, основным элементом которой является проточный калориметр, выводится из первого начала термодинамики по балансу рабочего тела в дифференциальной форме

d Q = d Q * + d Q ** = dH + d W = dH - Vdp, (17)

где

d Q - полная элементарная теплота (или термодинамический (приведенный) теплообмен), полученная или отданная газом, Дж;

d Q *- элементарная теплота (или внешний теплообмен), подведенная к газу извне или отданная им в окружающую среду, Дж;

d Q **- элементарная теплота внутреннего теплообмена, Дж;

dH - элементарное изменение энтальпии газа, Дж;

d W - элементарная потенциальная работа обратимого перемещения сплошной массы газа из области одного давления в область другого давления, Дж;

V - объем газа, м3;

dp - элементарное изменения абсолютного давления газа, Па.

В формуле (17) символы ²d² и ² d ² указывают на то, что изменение рассматриваемой величины представляет собой соответственно неполный и полный дифференциал.

Для термодинамического процесса 1-2 после интегрирования от первого состояния газа (в сечении I на рис. 2) ко второму (в сечении II на рис. 2) соотношение (17) принимает вид

Q 1,2 = + = H 2 - H l + V (p 1 - p 2). (18)

Уменьшение давления воздуха при движении его между сечениями I и II калориметра (p 1 - p 2) (см. рис. 2), обусловленное трением, мало и им можно пренебречь:

(p 1 - p 2)» 0. (19)

Внешний теплообмен равен алгебраической сумме теплоты Q э.н, подводимой к воздуху от электрического нагревателя, и теплоты Q т.п, теряемой с поверхности калориметра в окружающую среду:

= Q э.н + Q т.п. (20)

В связи с тем, что поверхность калориметра теплоизолирована (Q т.п» 0), соотношение (20) принимает вид

= Q э.н, (21)

т.е. внешний теплообмен представляет собой теплоту Q э.н, полученную воздухом от электрического нагревателя.

Поскольку воздух в калориметре, как уже отмечено, по своим свойствам ² близок ² к идеальному газу, теплотой можно пренебречь (в реальном процессе при параметрах воздуха в условиях эксперимента теплота внутреннего теплообмена мала по сравнению с теплотой внешнего теплообмена ( << )):

» 0. (22)

С учетом соотношений (21) и (22) приведенный теплообмен в процессе нагревания воздуха в калориметре Q 1,2 определяется следующим образом:

Q 1,2 = + = Q э.н. (23)

Изменение энтальпии реального газа в элементарном процессе dH (в Дж) определяется из соотношения

dH = Gdh = G , (24)

где

G - масса реального газа, кг;

dh - изменение удельной энтальпии реального газа, (Дж/кг);

cр - изобарная теплоемкость реального газа, (Дж/(кг× К));

dt - изменение температуры реального газа t, К;

dp - изменение абсолютного давления реального газа р, Па.

Энтальпия воздуха, рассматриваемого в нашем случае как идеальный газ, в соответствии с законом Джоуля зависит только от температуры и поэтому частная производная от удельной энтальпии h по давлению р при постоянной температуре t равна нулю ((¶ hp) t = 0). С учетом этого соотношение (24) принимает вид

dH = G cp dt. (25)

Применительно к процессу нагревания воздуха в калориметре между сечениями I и II (см. рис. 2) соотношение (25) запишется следующим образом:

H 2 - H 1 = G cp , m (t 2 - t 1), (26)

где

cp , m - средняя в интервале температур (t 1 ¸ t 2) изобарная теплоемкость воздуха.

С учетом соотношений (19), (23) и (26) первое начало термодинамики по балансу рабочего тела в интегральной форме (18) запишется следующим образом:

Q э.н = G cp , m (t 2 - t 1). (27)

Если процесс подвода теплоты отнести к единице времени (к одной секунде), то в формуле (27) Q э.н (в Дж) надо заменить на мощность электрического нагревателя N э.н (Q э.н º N э.н, где N э.н - в Вт), т.е. на теплоту, выделяемую нагревателем за одну секунду, а массу воздуха G (в кг) - на массовый расход воздуха G с (G º G с, где G с - в (кг/с)). С учетом этого из соотношения (27) получается формула для расчета средней в интервале изменения температуры (t 1 ¸ t 2) изобарной теплоемкости воздуха по результатам проведения эксперимента

cp , m = , (28)

где

t 1, t 2 - температура воздуха соответственно до и после нагревания его

в проточном калориметре, ° C.

 

2. Описание экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. Воздух из атмосферы подается компрессором 11 через холодтльник 12 и ротаметр 13 в трубку 14, находящуюся в сосуде Дьюара 15. В трубке 14 расположен нихромовый нагреватель 16, соединенный с источником постоянного тока ИП.

 

Рис. 2. Схема экспериментальной установки

К нагревателю 16 последовательно подключено образцовое сопротивление Ro = 0,1 ом. Напряжение на нагревателе Uн и напряжение на образцовом сопротивление Uo измеряется вольтметром (мультимером) 2ТРМ. Воздух, проходя через трубку 14 нагревается. Температура воздуха на входе t1 и выходе t измеряется прибором 2ТРМО. Объемный расход воздуха через установку измеряется ротаметром 13. На панели приборов для измерения показателей работы установки находятся двухкаскадный измеритель температуры 5. подключенный к двум хромель – копелевым термопарам, с помощью которых измеряются температуры воздуха t1 и t2, источник питания постоянного тока 3, ротаметр 4, тумблер Сеть, тумблер включения компрессора 2, разъемы 8 для подключения вольтметра (мультиметра) 9, переключатель 7 для измерения напряжения на нагревателе и на образцовом сопротивлении.

 

3. Проведение лабораторной работы

1. Подсоединить мультимер 9 с помощью проводов 10 к разъемам 8 на панели приборов.

2. Тумблером 1 включить питание установки, тумблером 6 – измеритель температуры 5 и тумблером 2 – компрессор. Рукояткой на компрессоре установить расход воздуха.

3. Кнопочным включателем 3 источника питания включить питание нагревателя и с помощью рукояток “Грубо” и ‘Точно’ установить одно из следующих значений напряжения Uн: 3, 4, 5, 6,7 В

4. Включить мультимер 9 и измерить значения напряжения на нагревателе Uн и напряжение Uo на образцовом сопротивлении переключая тумблер 7 в соответствующие положения. Значения этих напряжений записать в табл. 1.

5. Через пять минут (т.е. после установки стационарного режима) измерить температуру воздуха t1 и, t2 и объемный расход воздуха. Значения этих величин записать в табл.1.

6. Измерение этих показателей выполнить еще 4 раза через 2 минуты, а полученные результаты записать в табл.1.

 

Таблица 1

Значения измеряемых и расчетных показателей

    Измеряемый показатель Размерность   Номер опыта Среднее арифмети- ческое значение показателя
         
Температура возду- ха на входе в сосуд Дьюара, t 1   ° С            
Температура возду- ха на выходе из сосуда Дьюара, t 2   ° С            
Напряжение на образцовом сопротивлении   В            
Напряжение на образцовом сопротивлении   В            
Объемный расход воздуха: - по ротаметру;   - по тарировочно- му графику V т.г в делениях шкалы   дм3/мин            
Ток в нагревателе Iн, Iн=(Uo/Ro)=(Uo/0,1)              
Мощность нагревателя Nн=UнIн              

3. Последовательность обработки экспериментальных данных

 

При обработке полученных экспериментальных данных используются среднеарифметические значения показателей работы установки - см. табл. 1.

Обработка результатов измерений производится следующим образом.

1. Определяется массовый расход воздуха через калориметр G с (в (кг/с))

G с = ,

где

p 1 - давление воздуха на входе в ротаметр принимается равное атмосферному.

R - характеристическая газовая постоянная для воздуха, (Дж/(кг× К));

m - молярная масса воздуха, m = 28,96 (кг/кмоль);

- универсальная газовая постоянная, = 8314 (Дж/(кмоль× К)): связа-

на с R соотношением

= R m

2. Рассчитывается средняя изобарная теплоемкость воздуха cp , m (в (Дж/(кг× К))).

З. определяется средняя изохорная теплоемкость воздуха cv , m (в (Дж/(кг× К)))

cv , m = cp , m - R = cv , m = cp , m - .

4. Вычисляется показатель адиабаты для воздуха k

k = .

5.Определяется плотность воздуха при его параметрах (p 1 = p a, t 1= t a) на вхо-де в лабораторную установку r1 (в (кг/м3))

r1 = = .

6. По формуле (5) определяется средняя изобарная объемная теплоемкость воздуха c¢ p , m, а по формуле (6) - средние молярные изобарная p , m и изохорная теплоемкости воздуха. Теплоемкость можно рассчитать также из формулы (4).

7. Учитывая то, что при абсолютном нуле (Т 0 = 0 К) энтальпия принимается равной нулю (H 0 = 0), удельная энтальпия воздуха на выходе из калориметра h 2 рассчитывается следующим образом:

h 2h 0 = h 2 = = cp , m (T 2 - T 0) = cp , m T 2.

8. Значения показателей для воздуха, рассчитанные в п.п. 1¸7, необходимо сопоставить с их табличными значениями (табл. 2), которые, в свою очередь, получены в результате проведения эталонного эксперимента. Табличные значения интересующих нас показателей определяются при среднеарифметической температуре проведения эксперимента t mA = 0,5 (t 1 + t 2). Относительная (в %) погрешность определения показателей для воздуха в нашем эксперименте по сравнению с эталонным экспериментом dП определяется следующим образом:

dП = 100,

где

П, Пэ - значение рассматриваемого показателя соответственно в нашем

и в эталонном эксперименте: П = cp , m, cv , m, k, h 2.

 

 

Таблица 2

Термодинамические показатели воздуха при атмосферном давлении [5]

  Температура Изобарная теплоемкость cp, кДж/(кг× K) Изохорная теплоемкость cv, кДж/(кг× K) Удельная энтальпия h, кДж/кг Показатель адиабаты k
t, о С T, K
-50 223,15 1,0019 0,7147 223,6 1,402
-45 228,15 1,0020 0,7147 228,6 1,402
-40 233,15 1,0021 0,7148 233,6 1,402
-35 238,15 1,0021 0,7149 238,7 1,402
-30 243,15 1,0022 0,7150 243,7 1,402
-25 248,15 1,0023 0,7151 248,7 1,401
-20 253,15 1,0025 0,7153 253,8 1,401
-15 258,15 1,0026 0,7154 258,8 1,401
-10 263,15 1,0028 0,7156 263,9 1,401
-5 268,15 1,0030 0,7157 269,0 1,401
  273,15 1,0031 0,7159 274,0 1,401
  278,15 1,0032 0,7160 278,0 1,401
  283,15 1,0034 0,7162 284,1 1,401
  288,15 1,0036 0,7164 288,2 1,401
  293,15 1,0038 0,7166 294,3 1,401
  298,15 1,0040 0,7168 299,3 1,400
  303,15 1,0043 0,7171 304,5 1,400
  308,15 1,0046 0,7174 309,6 1,400
  313,15 1,0049 0,7177 314,7 1,400
  318,15 1,0053 0,7181 312,8 1,400
  323,15 1,0057 0,7184 325,0 1,399

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Математическим выражением какого закона природы является уравнение

первого начала термодинамики?

2. Как формулируется первое начало термодинамики:

а) по балансу рабочего тела?

б) по внешнему балансу теплоты и работы?

З. Что такое:

а) полная (т.е. приведенная) теплота?

б) теплота внешнего теплообмена (т.е. теплота, подведенная извне)?

в) теплота внутреннего теплообмена?

г) потенциальная работа?

д) внешняя (т.е. эффективная или полезная) потенциальная работа?

е) потенциальная работа необратимых потерь?

ж) энтальпия?

4. Являются ли элементарные теплота и потенциальная работа полными

дифференциалами и почему?

5. Что представляет собой:

а) истинная теплоемкость рабочего тела?

б) средняя теплоемкость рабочего тела?

6. Что представляет собой:

а) массовая теплоемкость рабочего тела?

б) объемная теплоемкость рабочего тела?

в) мольная теплоемкость рабочего тела?

7. Каков физический смысл:

а) изобарной массовой теплоемкости газа?

б) изохорной массовой теплоемкости газа?

8. Каким соотношением связаны между собой:

а) объемная и массовая теплоемкости газа?

б) мольная и массовая теплоемкости газа?

9. Каким соотношением связаны между собой изобарная и изохорная

теплоемкости газа (массовая и мольная) и математическим выражением

какого закона это соотношение является?

10. Как формулируется уравнение Майера и для какого газа (идеального,

реального) оно справедливо?

11. Что такое идеальный газ и чем он отличается от реального газа?

12. При каких условиях реальный газ по своим свойствам ²приближается²

к идеальному?

13. Функцией каких параметров состояния является теплоемкость:

а) реального газа?

б) идеального газа?

14. Каков физический смысл:

а) универсальной газовой постоянной и чему она равна?

б) характеристической газовой постоянной и каким соотношением

она связана с универсальной газовой постоянной?

15. По какой формуле определяется:

а) энтальпия реального газа?

б) энтальпия идеального газа?

в) показатель адиабаты идеального газа?

16. Можно ли, не проводя эксперимент, рассчитать теплоемкость рабочеготела?

17. Почему воздух в лабораторной установке можно рассматривать как

идеальный газ?

18. Почему можно утверждать, что при проведении эксперимента на

рассматриваемой лабораторной установке теплота подводится к воздуху

в проточном калориметре при постоянном давлении?

19. Как надо видоизменить лабораторную установку, чтобы по результатам

эксперимента рассчитать изохорную теплоемкость воздуха?

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Зубарев В.Н., Александров А.А., Охотин В.С. Практикум по технической термодинамике. - М.: Энергоиздат, 1986.

2. Кочергин В.И. Измерение изобарной теплоемкости воздуха: Лабораторная работа. - М.: МИНГ им. И.М.Губкина, 1989. - 26 с.

3. Поршаков Б.П., Козаченко А.Н. Основы термодинамики и теплопередачи: Учеб.-метод. пособие. - М.: ГУП Изд-во ²Нефть и газ² РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002. - 132 с.

4. Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности): Учебник для ВУЗов. - М.: Недра, 1987. - 349 с.

5. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

 


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.05 сек.)