Порядок выполнения работы. Работа может выполняться с использованием цифровых измерительных приборов для

Работа может выполняться с использованием цифровых измерительных приборов для измерения температуры, силы тока, и напряжения или в режиме автоматического сбора и обработки данных на компьютере с использованием универсальной измерительной системы и программного обеспечения, поставляемого с оборудованием. Это позволяет наблюдать динамику установления термодинамического равновесия исследуемой системы, автоматически обрабатывать получаемые результаты и сохранять их в формате электронных таблиц Excel и др.

Рисунок 9.2. Фотография стенда

3.1 Ознакомиться с конструкцией установки и назначением ее основных устройств.

3.2 Вывесить контрольную емкость в крайнее верхнее положение и убедится, что компрессор отсоединен от нее.

3.3 Включить установку в сеть с помощью автомата питание на задней стенке корпуса. При этом автоматически включается в работу измеритель абсолютного давления и температуры воздуха в контрольной емкости и сетевой адаптер электронных весов.

3.4 С помощью специального приспособления осторожно установите на их платформу контрольную емкость. Снимите нить подвеса с верхнего на нижний уровень и занесите в таблицу 1 значения М 0, Р0, Т0.

3.5 Включить компьютер, измерительную и мультимедийную систему.

3.6 Вывести на экран лицевую панель лабораторной работы «Газовая постоянная» (рис. 3).

3.7 Установить с клавиатуры компьютера на цифровых элементах ввода исходных данных программы измерений значения М е, Vе, Рб.

3.8 Запустить компьютерную систему измерения.

3.9 Снять контрольную емкость с платформы электронных весов и установить ее подвес на верхний уровень

3.10 Присоединить емкость, не касаясь платформы к компрессору.

3.11 Включить компрессор и подать в емкость избыточное давление прядка 100 кПа.

3.12 Отсоединить компрессор от емкости.

3.13 По показаниям датчиков давления и температуры убедиться, что в завершении установления термодинамического равновесия.

3.14 Повторить процесс взвешивания по п.4 и занесите в таблицу 9.1 значения М1, Р1, Т1.

3.15 Привести систему взвешивания в исходное состояние по п. 2 и повторить измерения по п.4. при избыточных давлениях воздуха в емкости 80, 50, 30 и 40 кПа.

3.16 Вычислить массу воздуха, находящегося в емкости при атмосферном давлении, по формуле m0 = ρ0*V0, где V0 – объем емкости в литрах, ρ0 – плотность воздуха при атмосферном давлении и температуре окружающей среды

3.17 Вычислить массу самой емкости Ме по формуле Ме = М0 - m0

3.18 Включить компрессор и при достижении абсолютного давления воздуха в емкости порядка 110 кПа закрыть вентиль и выключить компрессор.

3.19 Вычислить массу воздуха в емкости по формуле mi = Мi – Мe для каждого опыта.

3.20 Определить среднее значение и среднеквадратичное отклонение универсальной газовой постоянной R.

R= PV /(ν Т)

3.21 Сравнить среднее значение универсальной газовой постоянной с физической константой, приводимой в справочнике [2].

3.22 Построить график зависимости массы газа, содержащегося в емкости постоянного объема, от величины абсолютного давления в ней.

3.23 Ответить на контрольные вопросы и сделать самостоятельные выводы по лабораторной работе.

Рис. 9.3. Лицевая панель компьютерной системы измерения

Контрольные вопросы

1. Какие газы могут считаться идеальными?

2. Какие параметры их состояния можно считать независимыми друг от друга?

3. Можно ли считать термодинамический процесс установления давления в емкости стационарным?

4. О чем свидетельствуют процессы релаксации температуры и давления воздуха в емкости, которые можно наблюдать после отключения компрессора от емкости?

5. Как использовать построенный график зависимости количества вещества (массы газа), находящегося в заданном объеме при одной и той же температуре, от величины абсолютного давления для доказательства справедливости уравнения уравнение Клайперона – Менделеева?

6. Как изменится график m=F(P), если вместо абсолютного давления использовать показания манометра избыточного давления? Можно ли делать такую замену при расчетах параметров газового состояния?

7. Можно ли считать полученные результаты экспериментальным подтверждением неизменности газовой постоянной?

8. Назовите основные источники погрешностей использованного метода определения газовой постоянной.

Таблица 9.1. Результаты измерений и вычислений

№№ опы тов	Измеренные величины	Вычисленные значения
Абсолютное давление Рi	Абсолютная температура Тi	Измеряемая масса Мi	Масса воздуха mi	mi,	ν,	R
кПа	К	мг	мг	г	моль	Дж/ моль
Средние значения

Литература

1. Методические указания по выполнению лабораторных работ по теплотехнике. Северо-Западный заочный технический университет.; СПб, 2003.

2. Лабораторный практикум по физике / под ред. А. С. Ахматова. М.: Высшая школа, 1980. 257 с.

3. Савельев И. В. Курс физики: в 3 т. / И. В. Савельев. СПб.: Мифрил: Глав. ред. физ.-мат. лит., 1996. Т. 1. 304 с.

4. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. М.: Высш. шк., I999. 542 с.

5. Теория тепломассообмена. Справочник по тепломассообмену М., Энергия, 1984,- 468 с.

6. 3. Теплотехнический эксперимент. Справочник по тепломассообмену: М., Энергоиздат-1982, -512 с.

Дата добавления: 2015-07-11