Лабораторная работа_показатель_адиабаты. 6-лр_тепл_10_показатель_адиабаты. Лабораторная работа Показатель адиабаты Цель работы Определение показателя адиабаты воздуха. Оборудование

• Название: Лабораторная работа Показатель адиабаты Цель работы Определение показателя адиабаты воздуха. Оборудование
• Анкор: Лабораторная работа_показатель_адиабаты
• Дата: 03.07.2021
• Размер: 56.19 Kb.
• Имя файла: 6-лр_тепл_10_показатель_адиабаты.docx
• Тип: Лабораторная работа; #223132

Лабораторная работа
Показатель адиабаты
Цель работы: Определение показателя адиабаты воздуха.
Оборудование: Лабораторная установка ФПТ 1-6

Введение
Метод определения показателя адиабаты, предложенный Клеманом и Дезормом (1819 г.), основывается на изучении параметров некоторой массы газа, переходящего из одного состояния в другое двумя последовательными процессами: адиабатным и изохорным. В баллон, соединенный с манометром, необходимо накачать воздух и подождать до установления теплового равновесия с окружающей средой. Рассмотрим некоторую часть воздуха, находящегося в баллоне.

В

этом начальном

состоянии

(1)

он

имеет

P

параметры

(P0+ΔP1;

V0;

T), где P0

–

атмосферное

1

давление ΔP1 - избыточное давление, V0 - объем баллона,

P0+ΔP1

3

причем

температура

воздуха

в

баллоне

равна

P0+ΔP2

температуре окружающей среды. Если теперь на

короткое время соединить баллон с атмосферой, то

P0

2

произойдет адиабатное расширение воздуха. При этом

воздух

переходит

в

состояние

(2),

и

его

давление

V0

V1

V

понижается

до

атмосферного

P0.

Масса

воздуха,

оставшегося в баллоне, которая в состоянии (1) занимала объем V0, расширяясь, займет объем V1. При этом температура воздуха в баллоне понизится до T’. После кратковременного соединения баллона с атмосферой охлажденный в адиабатном процессе воздух в баллоне будет нагреваться до температуры окружающей среды T при постоянном объеме. При этом давление в баллоне повышается до P0+ΔP2.
Можно записать уравнение адиабаты для состояний 1 и 2:
(P₀ + ∆P₁ )V₀^γ = P₀V₁^γ .
Так же можно воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона для состояний 1 и 3 с учетом того, что температура воздуха в этих состояниях одинакова:
(P₀ + ∆P₁ )V₀ = (P₀ + ∆P₂ )V₁
Из этих уравнений следует:

	P0	+∆P1	γ		P0+∆P1
				=
		+∆P			P
P
	0	2			0

∆P или 1+ P ¹
0
− ∆P ^γ

2
+∆P₂

• 
  ₁₊ ^∆P1 _. P₀
  

Учитывая малость изменений давления по сравнению с атмосферным давлением, можем записать:

1+ γ	∆P1− ∆P2		= 1+	∆P1	, откуда окончательно получаем: γ =		∆P1		.
	P +∆P			P			∆P −∆P
	0	2		0			1	2

Описание установки
Установка состоит из стеклянного баллона емкостью 3 л, соединенного с микрокомпрессором, размещенным в блоке приборов. Микрокомпрессор включается переключателем «Микрокомпрессор», установленном на передней панели установки. Пневмотумблер «Атмосфера» позволяет при повороте его по часовой стрелке до щелчка кратковременно соединять баллон с атмосферой. Разность давлений между колбой и атмосферой определяется датчиком давления, напряжение на котором зависит от разности давлений и измеряется цифровым вольтметром. Для расчета разности давлений необходимо использовать следующую

формулу: ∆P =	U −0,2В	, где P – разность
	0,45В / кПа

давлений, а U – напряжение на датчике давления.

Порядок выполнения работы

1. 
   Включить установку выключателем «Сеть».
   

2. 
   Для подачи воздуха в баллон включить микрокомпрессор.
   

3. 
   По показаниям вольтметра контролировать давление в баллоне. Отключить компрессор по достижении некоторого напряжения U на вольтметре. Это напряжение не должно превышать 4,9 В.
   
4. 
   Подождать, пока температура газа в баллоне сравняется с температурой наружного воздуха
   

(показания вольтметра перестанут изменяться). Снять показания вольтметра и по ним
рассчитать разность давлений Р1.

5. 
   На короткое время соединить баллон с атмосферой, повернув пневмотумблер «Атмосфера» по часовой стрелке до щелчка (примерно на 120 градусов).
   

5. 
   После установления теплового равновесия между баллоном и окружающей средой (показания вольтметра перестанут изменяться), снять показания с вольтметра и по ним
   

рассчитать разность давлений Р2.

7. 
   Повторить опыты 10 раз при различных значениях величины U.
   

7. 
   Выключить установку.
   

7. 
   Для каждого опыта рассчитать показатель адиабаты.
   

7. 
   Оценить погрешность.
   

Примечание:
Для расчета приборной погрешности следует использовать следующую формулу:

		(∆P	⋅ ∆∆P )2+(∆P		⋅ ∆∆P )2		, где ∆∆P - обозначает абсолютную погрешность
∆γ приб =		2	1	1	2			Р.
			(∆P	−∆P)2
			2	1

Погрешности приборов
Погрешность вольтметра равна 0,03 В.