- •Общие требования к выполнению и оформлению лабораторных работ
- •Использованные сокращения, термины и понятия
- •Понятия о погрешностях измерений
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Результаты обработки экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •З адание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Результаты обработки экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Результаты обработки экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание:
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка экспериментальных данных
- •Результаты обработки экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Отопления
- •Задание
- •Основные понятия
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка экспериментальных данных
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Приложение
- •Библиографический список
- •Оглавление
Порядок выполнения работы
Записать параметры состояния атмосферного воздуха – температуру и давление – в протокол наблюдений.
Протокол наблюдений
, К |
, Па |
, мм вод. ст. |
, мм вод. ст. |
, мм вод. ст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью насоса произвести нагнетание воздуха в бак до избыточного давления , величина которого ограничивается высотой трубок манометра. В результате температура воздуха в баке несколько возрастет.
Выждать 5-7 минут, в течение которых воздух в баке охладится до температуры . О достижении этой температуры можно судить по установившемуся показанию жидкостного манометра. Величину избыточного давления в миллиметрах водяного столба записать в протокол наблюдений.
Резко открыть кран и следить за показаниями манометра. При достижении равенства уровней воды в трубках манометра, т. е. после расширения воздуха в баке до давления , кран закрыть и снова следить за показаниями манометра.
В результате расширения воздуха температура в баке уменьшится до . Поэтому после закрытия крана воздух станет нагреваться вследствие теплообмена с окружающей средой через стенки бака. Процесс нагревания воздуха происходит по изохоре 2 – 3 с возрастанием давления до (см. рис. 2.1).
После полного прекращения роста давления в баке измерить и записать в протокол наблюдений избыточное давление в конце изохорного процесса.
Обработка экспериментальных данных
Вычислить значения абсолютных давлений в точках 1, 2 и 3 (см. рис. 2.1) по формулам:
,
,
.
Вычислить показатель политропы по формуле (2.3).
Принимая значение плотности воздуха из табл.4 при температуре окружающей среды найти его массу по формуле , где: – объем бака, а затем вычислить удельный объем воздуха .
Используя уравнение политропы, вычислить удельный объем , и температуру в точке 2 по уравнению: .
Принимая значение энтропии в точке 2 за начало отсчета, вычислить ее в точке 1 в процессе политропного расширения по формуле: , т.к. воздух в процессе 1 - 2 расширяясь, отдает тепло, а это приводит к уменьшению энтропии (от точки 1 до точки 2). Величина принимается по таблице как средняя между температурами и , показатель адиабаты для воздуха принять равным 1.4.
Рассчитать увеличение энтропии в конце изохорного процесс 2-3 по формуле: .
По результатам измерений и вычисленных значений построить графики политропного процесса в координатах При выборе масштабов учитывать реальные диапазоны изменения параметров состояния воздуха.
Вопросы и задания для самоконтроля
Какой процесс называется политропным?
В каких пределах может изменяться показатель политропы в различных процессах?
Как определить работу расширения газа и количество подводимой теплоты в политропном процессе?
В каких политропных процессах теплота к газу подводится, а в каких отводится?
Как с помощью лабораторной установки определить показатель адиабаты?
Как на лабораторной установке осуществить изотермическое расширение воздуха?
Указать на диаграмме (см. рис. 2.1) точку, соответствующую состоянию воздуха в лаборатории во время проведения опыта.
Энтропия и ее физический смысл. Почему она возрастает в рассмотренных процессах? Может ли она убывать?
Лабораторная работа № 3 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА |
Назначение работы. Углубление знаний о теплоемкостях газов, ознакомление с методикой опытного определения теплоемкости и получение навыков в проведении эксперимента.