Засвоєння і закріплення теоретичного матеріалу по розділу технічної термодинаміки "Теплоємність газів", а також оволодіння одним із способів експериментального визначення теплоємності повітря.
Вивчити схему експериментальної установки, включити її і вивести на заданий стаціонарний режим.
Провести досвід відповідно до методичних вказівок, заповнити таблицю вимірювань.
Визначити масову ізобарну середню теплоємність повітря.
Знайти довідкове значення масової ізобарно середньої теплоємності повітря на заданому інтервалі температур.
Обчислити похибка знайденого значення масової ізобарно середньої теплоємності по відношенню до табличному.
Зробити висновки по роботі.
Методичні вказівки
Питомою теплоємністю називається кількість тепла, яке необхідно підвести до одиниці кількості речовини (1 кг. 1 моль. 1 м 3), щоб змінити його температуру на 1 градус. У зв'язку з цим розрізняють масову с, кДж / (кг · град), мольну μc, кДж / (кмоль · град) і об'ємну з ', кДж / (м 3 · град) теплоємності, які зв'язані співвідношеннями:
де μ - молекулярна маса речовини, кг / моль;
ρн - щільність речовини при нормальних умовах (t = 0 ˚С.
p = 760 мм.рт.ст), кг / м 3.
Оскільки підводиться до тіла теплота залежить від характеру процесу, теплоємність буде властивістю системи лише в тому випадку, якщо процес здійснюється при фіксованому значенні будь-якого параметра системи:
Теплоємність при x = V = const називається ізохорно (Cv), а при x = p = const - ізобарно (Cp). Ці теплоємності для ідеальних газів пов'язані співвідношенням:
Обумовлена виразом (2) теплоємність при даній температурі називається істинної.
Якщо в процесі нагрівання (охолодження) при постійному тиску бере участь М кг газу, середня масова ізобарна теплоємність (Дж / (кг · град)) визначається за формулою
де Q - кількість теплоти, Дж;
(T2 - t1) - інтервал температур, ° С.
Дана формула покладена в основу експериментального визначення ізобарно теплоємності повітря.
експериментальна установка
Малюнок. Схема експериментальної установки
Експериментальна установка (рисунок) складається з калориметричної скляної трубки 3, забезпеченою електронагрівачем 4 і зовнішньої теплоізолюючих оболонкою 5. Повітря вентилятором 10 продувається через калориметричну скляну трубку 3. Витрата повітря регулюється автотрансформатором 9 і вимірюється ротаметром 11. Потужність нагрівача регулюється автотрансформатором 8 і визначається за показниками амперметра 6 і вольтметра 7. Температура повітря на вході і виході з трубки вимірюється термометрами 1 і 2, а абсолютний тиск определ ється за показаннями U-образного водяного манометра 12 та барометра 13.
Для продовження скачування необхідно зібрати картинку: