АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Теория метода и описание установки

Читайте также:
  1. I. Классическая теория.
  2. II. Квантовая теория А. Эйнштейна.
  3. II. Описание экспериментальной установки
  4. III. Описание мнении (doxography)
  5. III. Описание основных целей и задач государственной программы. Ключевые принципы и механизмы реализации.
  6. III. Теория П. Дебая.
  7. V. Описание основных ожидаемых конечных результатов государственной программы
  8. XII. ТЕОРИЯ РАЗВИТИЯ
  9. А. Общее описание
  10. А. Общее описание
  11. А. Общее описание
  12. Алгоритм обобщенного метода множителей Лагранжа.

 

Удельной теплоемкостью С газа называется скалярная физическая величина, численно равная количеству теплоты Q, которое необходимо сообщить единице массы газа, чтобы увеличить его температуру на 1 К:

(1)

Величина теплоемкости газов зависит от условий нагревания. Выясним эту зависимость, воспользовавшись первым законом термодинамики, который гласит: количество теплоты Q, сообщенное системе, затрачивается на увеличение ее внутренней энергии и на работу А, совершаемую системой против внешних сил

(2)

 

При изохорическом (V=const) нагревании газа , следовательно, и А=0. Тогда все подводимое к газу тепло идет на увеличении его внутренней энергии:

 

Из формулы (1) следует, что

(3)

 

При изобарном (Р=const) нагревании газа тепло, сообщаемое газу идет и на увеличение внутренней энергии и на совершение газом работы против внешних сил:

,

поэтому (4)

Сравнивая уравнения (3) и (4), получаем .

Отношение удельных теплоемкостей при постоянном давлении и при постоянном объеме играет в термодинамике весьма важную роль. В частности оно входит в уравнение Пуассона, которое описывает адиабатическое расширение газа

(5)

В данной работе прелагается один из самых простых методов определения -

метод Клемана и Дезорма. Адиабатическим процессом называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой, т.е. считается, что процесс передачи тепла системе от окружающей среды отсутствует.

Экспериментальная установка состоит из стеклянного баллона А (рис. 1), соединенного с манометром В и с насосом.

Рис. 1

 

Если про помощи насоса накачать в баллон некоторое количество воздуха, то давление и температура воздуха внутри баллона повысятся. Вследствие теплообмена воздуха с окружающей средой через некоторое время температура воздуха, находящегося в баллоне, сравнятся с температурой внешней среды .

Давление, установившееся в баллоне

,

где Р - атмосферное давление;

Н - разность уровней жидкости в манометре;

В - коэффициент перехода от разности уровней к давлению.

Таким образом, состояние воздуха внутри баллона, которое назовем 1 состоянием, характеризуется параметрами

; и

Если на короткое время открыть кран С, то воздух в баллоне будет расширяться. Этот процесс расширения можно считать адиабатическим. Давление в баллоне установится равным атмосферному Р, температура газа понизится до , а объем будет равен .

Следовательно, в конце адиабатического процесса, что назовем 2 состоянием, параметры состояния газа будут Р; , .

Применяя к 1 и 2 состояниям уравнение (5), получим:

или (6).

Охладившийся при адиабатическом расширении воздух в баллоне через некоторое время вследствие теплообмена нагреется до температуры внешней среды , давление возрастет до некоторой величины

,

где h- новая разность уровней в манометре.

Объем воздуха не изменится и будет равен .

Это состояние воздуха, которое назовем 3 состоянием, характеризуется параметрами

; ;

Так как в состояниях 1 и 3 воздух имеет одну и ту же температуру (процесс изотерический), то, применяя закон Бойля-Мариотта (PV=const), получим:

(P+вH) (P+вh)

Возведем обе части уравнения в степень : (7)

 

Решая совместно уравнения (6) и (7), получим:

 

Логарифмируя это выражение и решая относительно , находим

Так как давления Р, Р+вН и Р+вh мало отличаются друг от друга, то разности логарифмов можно принять пропорциональными разностям самих давлений и приближенно положить

 

(8)

Таким образом, экспериментальное определение сводится к измерению H и h, то есть формула (8) является расчетной формулой для определения коэффициента Пуассона

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)