Главная страница
Навигация по странице:

  • ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

  • __________ /

  • Явление, изучаемое в работе

  • Экспериментальная установка

  • Основные расчетные формулы

  • Формулы косвенных погрешностей

  • Погрешность прямых измерений

  • Обработка результатов измерений

  • Окончательный результат

    		•

    Эффект Джоуля-Томсона Отчет. 12 отчет. Исследование эффекта ДжоуляТомпсона при адиабатическом истечении газа


    Скачать 251.2 Kb.
    НазваниеИсследование эффекта ДжоуляТомпсона при адиабатическом истечении газа
    АнкорЭффект Джоуля-Томсона Отчет
    Дата21.05.2023
    Размер251.2 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла12 отчет.docx
    ТипИсследование
    #1149182

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

    ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

    С
    АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    Кафедра общей и технической физики

    Отчёт

    по лабораторной работе №12

    «Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа»

    Выполнил: студент гр. РМ-22 __________ /Мялина А.А./

    (подпись) (Ф.И.О.)


    Проверил: __________ / /

    (подпись) (Ф.И.О.)

    Санкт-Петербург

    2022 год

    Цель работы: определить изменение температуры углекислого газа при протекании через малопроницаемую перегородку при разных начальных значениях давления и температуры; вычислить коэффициенты Ван-дер-Ваальса a и b по результатам эксперимента.

    Явление, изучаемое в работе: Эффект Джоуля-Томсона при адиабатическом истечении углекислого газа. Сущность явления: изменение температуры газа при адиабатическом расширении газа без совершения им полезной работы.

    Экспериментальная установка:



    1-теплоизоляционная защита, 2-каналы пористой перегородки, 3-трубка с пористой перегородкой, 4-пористая перегородка, 5-теплообменник, 6-магистраль, 7-кран, перекрывающий поток газа, 8-редуктор, регулирующий давление газа, 9-баллон с газом, 10-индикатор, отображающий температуру воды, 11-термопара, 12-термостат, 13-индикатор, отображающий дифференциальную температуру, 14-пульт, 15-дифференциальный термометр, 16-манометр, контролирующий давление газа.

    Основные расчетные формулы:

    1. Перепад давлений в теплоизолирующей трубке

    ,

    где ;

    ;



    1. Коэффициент Джоуля-Томпсона

    , где

    коэффициент Джоуля -Томсона, = ;

    - разность температур, = ;

    - постоянная Ван-дер-Ваальса, = ;

    - универсальная газовая постоянная, ;

    - температура газа, = К;

    - постоянная Ван-дер-Ваальса, = ;

    - молярная теплоёмкость при постоянном давлении, =41 .

    3.Температура инверсии:

    , где

    - температура инверсии, = .

    4.Температура критическая:

    , где

    - температура критическая.

    Формулы косвенных погрешностей:

    1. Абсолютная погрешность измерений коэффициента Джоуля-Томсона:

    , где

    средняя арифметическая ошибка. = К;

    приборная погрешность барометра, = Па;

    результат изменения температур, = К;

    результат изменения давлений, = Па;

    коэффициент Джоуля -Томсона, = .

    1. Абсолютная погрешность измерений температуры инверсии:

    , где

    - температура инверсии, = .

    погрешность измерения коэффициента , ;

    погрешность измерение коэффициента b, = ;

    - постоянная Ван-дер-Ваальса, = ;

    - постоянная Ван-дер-Ваальса, = .

    1. Абсолютная погрешность измерения температуры критической:

    , где

    - температура критическая;

    абсолютная погрешность измерений температуры инверсии;

    - температура инверсии, = .

    1. Относительная погрешность измерения коэффициента Джоуля-Томсона:

    , где

    абсолютная погрешность измерений коэффициента Джоуля-Томсона,

    коэффициент Джоуля -Томсона, = .

    Погрешность прямых измерений:

    Погрешность дифференциальной температуры, 0,01

    Погрешность термостата, 1

    Погрешность давления на манометре 0,05MПа

    Погрешность давления регулирующего вентиля 0,5 атм

    Физ. величина
    T






    a
    b
    Тинв
    Тк

    Ед. изм
    № опыта


    105 Па






    10¯5

    К
    К

    1
    25
    0,9
    9,57
    9,625

    0,55
    3,417
    417,5
    61,9

    2
    25
    0,8
    8,48

    3
    25
    0,7
    7,40

    4
    25
    0,6
    6,32

    5
    25
    0,5
    5,25

    6
    45
    0,9
    8,58
    9,250

    7
    45
    0,8
    7,61

    8
    45
    0,7
    6,65

    9
    45
    0,6
    5,69

    10
    45
    0,5
    4,73

    11
    75
    0,9
    7,49
    8,765

    12
    75
    0,8
    6,65

    13
    75
    0,7
    5,82

    14
    75
    0,6
    4,88

    15
    75
    0,5
    4,15


    Обработка результатов измерений
    Построение графика функций



    Вычисления:

    По графику функции T= находим коэффициент Джоуля-Томсона

    При Т=25: =9,625

    При Т=45: =9,250

    При Т=75: =8,765

    Используя формулу ( ) и экспериментальные данные, полученные при трех значениях температуры, определяем постоянные a и b для углекислого газа по двум парам температур.



    Из системы уравнений получаем: a=0,55 ; b=3,41710¯5

    = 417,5K

    Tk= i=61,9К







    Погрешности косвенных измерений:

    = 7,22*10-5*( 0,244*10-5

    =0,55( 0,2

    0,17*10-5

    Окончательный результат:





    Проделав лабораторную работу на исследования эффекта Джоуля-Томсона при адиабатическом истечении углекислого газа, были экспериментально определены коэффициенты Ван-дер-Ваальса. При сравнении полученных результатов с табличными, было выяснено, что полученные результаты отличаются от табличных; 1) для коэффициента а на ; 2) для коэффициента b на , с учётом косвенных погрешностей. Такие отклонения прежде всего объясняется погрешностями измерительным приборов, а также, в некоторой мере, и человеческим фактором.

    1. Для Тк: 3,6%

    написать администратору сайта