Meghatározása az adott futamot gázok adiabatikus expanzió,
adott futamot gáz adiabatikus
A cél ennek a munkának az, hogy arányának meghatározására adott futamok a levegő. Kétféle hőkapacitása tartják. Az I. főtétel különböző izoprotsessam. A meghatározás során adiabatikus folyamat. A kapcsolat a belső energiáját több szabadsági fokkal. Leírták mérési módszert és kísérleti elrendezés. Leírja, hogyan kell elvégezni a laboratóriumi munka. Mivel biztonsági előírások és lehetőségeiről ad áttekintést.
A diákok minden tudományágban a témában „fizika”.
IL. 3. táblázat. 1. Irodalom. 2 cím.
A cél meghatározása munka- aránya specifikus melegíti a levegőt.
Eszközök és kellékek: gázpalack, nyomásmérő, szivattyú.
1. Elméleti bevezetés
A hőmennyiség szükséges emelni a testhőmérséklet összeggel képletek alapján számítandó:
ahol c - fajlagos hőkapacitása, m - test tömege, C - moláris hőkapacitása, - az anyag mennyiségét (mólszáma) - moláris tömege.
Fajhője c nevezzük fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő a hőmennyiség, amely szükséges, hogy tájékoztassa az egység az anyag tömegét, hogy változtassa meg a hőmérséklet egy Kelvin.
Moláris hőkapacitás C az az érték, amely számszerűen egyenlő a hőmennyiség korlátozza, amelyet be kell jelenteni, hogy egy mól (kmól) az anyag, hogy változtassa meg a hőmérséklet egy Kelvin.
A fajlagos moláris hőkapacitása, és kapcsolódnak a
A hő nagyságrendjét kapacitású gáz függ a fűtési körülmények.
A termodinamika első főtétele kifejezi a törvény az energiamegmaradás termikus folyamatok, a juttatott hő mennyisége a rendszerbe, költik a változás belső energia a rendszer és hogy a rendszer működését külső erőkkel szemben.
A belső energia (U) a rendszer - ez az összege a kinetikus és potenciális energiája a részecskék a rendszert alkotó: a molekulák, atomok, elektronok, stb Egy ideális gáz belső energia csak mozgási energiája random hő mozgása molekulák ... Munka és hő - két formája energiaátadás egyik testből a másikba. gáz erők ellen hatnak külső nyomás lehet meghatározni,
ahol p - külső nyomás, dV - a növekmény a gáz térfogatát.
Ami az első főtétele izoprotsessam egy kilomole gáz a következő.
1. izochor folyamat - ez a folyamat előforduló V = const, vagyis az első főtétele, és a formája ..
Így, az összes hőt szolgáltatott a rendszer, hogy növelje a belső energia, azaz. E. A fűtési rendszer.
ahol a C V - moláris fajhő állandó térfogaton.
Keresztül a moláris hőkapacitás változás belső energia fejezhető állandó térfogat bármilyen formában.
A változás a belső energia az ideális gáz csak attól függ a hőmérséklettől és a fajhő
2. izobár - egy futó folyamat állandó nyomáson, azaz ebben az esetben az első főtétele kap ..
és a hőmennyiség jut a rendszer:
ahol - a moláris fajhő állandó nyomáson.
Az egy mól ideális gáz tekintetében (8), (9), (4) és (5) kapunk, és az arány
Érték megtalálható differenciálásával (egyenlet Mendeleev - Clapeyron rögzítve egy mól:
3. Az izotermikus folyamat (végbemenő folyamat állandó hőmérsékleten, és ezért az első főtétele formájában
Heat ebben az esetben csak a munka elvégzésére külső erőkkel szemben; belső energia a rendszer izoterm folyamat változatlan marad U = const, és a gáz fajhő.
4. B szemben az izotermikus folyamat adiabatikus folyamat akkor történik, anélkül, hogy a hőcserét a környezet, azaz nulla hőkapacitás. Mivel ebben az esetben dQ = 0, a termodinamika első főtétele formájában
Ebben az esetben, t. E. Külső munkát rovására a belső energia a rendszer, ez azt jelenti, hogy amikor a gáz kitágul a hőmérsékletet lecsökkentjük.
Adiabatikus folyamat Poisson egyenlet érvényes
ahol g - az adiabatikus index.
Minden a fenti folyamatokat lehet grafikusan ábrázolhatjuk például a koordinátákat (ábra. 1)
Ábra. 1. Eljárás Charts
A belső energia az ideális gáz számával fejezzük ki a szabadsági fok (i) molekulák.
Száma szabadsági fokkal i a független koordináta teljesen meghatározó pozícióját a rendszer az űrben. Egyatomos gáz molekuláról úgy tekintjük, mint egy anyagi pont, amely jóváírásra három szabadsági fok a transzlációs mozgás (i = 3). Kétatomos molekula gázt tekinthető kombinációja két anyag pont - atomok mereven csatlakoztatott deformálatlan kötés. Ez a rendszer, amellett, hogy a három szabadsági fok a transzlációs mozgást, két szabadsági fok a rotációs mozgás. Így a kétatomos molekula öt szabadsági fok (i = 5). Háromértékű vagy többértékű nemlineáris molekulák hat szabadsági fok (i = 6: három fok transzlációs és három forgó mozdulatok).
Tekintettel arra, (15), a moláris fajhője ideális gáz és az adiabatikus index kifejezve szabadsági fok
Így a moláris hőkapacitás csak száma határozza meg a szabadsági fokok, és nem függ a hőmérséklettől.
2. MÉRÉSI MÓDSZER
Ebben a dolgozatban így a levegőt.
A kísérleti berendezés egy üveg A (ábra. 2) csatlakozik a nyomásmérő és a B szivattyú (nem ábrázolt). Révén a daru, hogy a henger egy lehet csatlakoztatni az atmoszférával.
Ábra. 2. sematikus ábrája a telepítés
Pumping levegő a hengerbe, annak nyomása növekszik egy bizonyos értéket p 1, és így növeli a hőmérsékletet, de egy idő után, mivel hőcsere a környezet, a levegő hőmérséklete a hengerben egyenlővé válik a környezeti hőmérséklet, jelöljük T 1. egyenletes nyomás a hengerben, segítségével mérni lehet egy nyomásmérőt
ahol p atm - légköri nyomás; # 961; - folyadék sűrűsége a nyomtáv, g - a nehézségi gyorsulás, H - a szintkülönbség a manométer. Hívjuk ezt az állapotot (T 1, V 1, P 1) 1. feltétel.
Most adiabatikus folyamat megvalósítható, megnyitva a csapot rövid időre K. A gáz a tartályban nagyon gyorsan, így tágul hő nem volt ideje, hogy előfordulhat, és az eljárás akkor tekinthető adiabatikus. A nyomás az edényben állítjuk be, hogy a légköri nyomást, a gáz hőmérséklete lecsökken a T 2, és a térfogat megegyezik V 1. Ennélfogva, a végén az adiabatikus expanziós folyamat gáz állapotban jellemzi a következő paramétereket:
Hívjuk meg az állam 2. Gáz lezajló folyamatok a hengerben, leírható a görbék koordináták p - V (3. ábra).
Ábra. 3. grafikus ábrázolását lezajló folyamatok a tartályban
Feltételek alkalmazása az 1. és 2., a Poisson-egyenlet (13) a hozamokat
Léghűtéses expanzióval a tartályban bizonyos idő után a hő hatására felmelegszik szobahőmérsékletre T 1. A nyomás tehát növeli, hogy egy bizonyos értéket
ahol h - az új szintkülönbség a nyomásmérő; levegőmennyiség nem változik, és egyenlő
Így, ez a feltétel a levegő, hogy az úgynevezett egy állami 3, azzal jellemezve, hogy a következő paramétereket: és
Mivel az államok 1. és 3. hőmérséklete azonos, akkor alkalmazzák a törvény Boyle - Mariotte
Emelése egyenlet mindkét oldalát (18) a hálózati g, megkapjuk
ahol figyelembe véve (17) van
Logaritmusát véve ezt a kifejezést, és megoldja azt találni
Mivel a nyomás nem különböznek egymástól, a különbség logaritmusainak lehet venni arányos nyomáskülönbség magát, valamint mintegy
Egyenlet (20) lehetővé teszi a kiszámítása az arány a sajátos melegíti az érdeklődés a mért értékek a H és H. manométerrel leolvasott előtt és után adiabatikus folyamat, ill.
Megjegyzés. A felszívódását vízgőz a levegő a tartály egy tasak M (llb. 2) szilikagéllel (kalcium-karbonát).
3. ORDER munkateljesítmény
1. Fedezze daru készülék K (. 2. ábra), és megtudja, milyen pozicionálja a daru karja csatlakozik a) a szivattyú henger; b) a henger az atmoszférával.
2. Release bilincs W, megakadályozza, hogy levegő szivárog a tartályból a szivattyún keresztül. Óvatosan fújja a levegőt (akár szintkülönbségek a nyomtáv 60-100 mm), és zárja be a bilincs.
3. Amikor felfúvódó gáz összenyomódik, a munka elvégzése, és ennek következtében a hőmérséklet magasabb lesz, mint a környezeti hőmérséklet. 2-3 perc elteltével, amikor a hőmérséklet a henger belsejében csökken a környezeti hőmérséklet, hogy a száma a manométer szintkülönbség H (kezdve az alsó szinten termelni meniscusok).
4. nyissa a szelepet K (1-2 másodperc), zárja be. A nyomás a tartályban csökken a légköri nyomás, és a gáz hőmérséklete a henger belsejében kisebb lesz, mint a környezeti hőmérséklet.
5. Miután 2-3 percig, amikor a hőmérséklet a tartályban emelkedik szobahőmérsékletre, számítanak nyomtávkülönbség szintek h.
6. Határozza értéke az alábbi képlet szerint a mérések és számítások, tárolja az eredményeket egy táblázatban.
7. A tapasztalatok 6-7 alkalommal, és végezze el a Formula Student a érték W = 0,90 meghatározására abszolút értéke hiba.
8. Az igazi érték aránya adott futamot levegő
9. Határozzuk meg a számát szabadsági fokok i levegő, alapul a kísérleti értékekkel
BIZTONSÁGI
· Set benne van a hálózatban, 220 V
· Különös óvatossággal kezelje. Kerülje az érintkezést a talajjal érintés áramlatok vagy a vezetékeket.
· Ne hagyja, hogy a telepítés a túlmelegedést.
· A hiba esetén, lásd a tanár, vagy hívja a labor asszisztens szolgálatban.
· Ha a szerelési munka le a hálózatról.
1. Mi az úgynevezett hőkapacitása az anyagot? Mi a különbség az egyedi moláris hő? A kapcsolat közöttük.
2. Mi az adiabatikus folyamat? Hogyan lehet ezt megcsinálni? Poisson-egyenlet adiabatikus folyamat.
3. Mi és? Miért>? Mi a kapcsolat az ideális gáz?
4. Mi a belső energia a gáz?
5. Fogalmazza meg a termodinamika első főtétele, és írd le a izoprotsessov és adiabatikus folyamat.
6. Az úgynevezett több szabadsági fokú mechanikai rendszer? Hány szabadsági fokkal a molekulában:
a) egy egyatomos gázok
b) kétatomos gáz
c) egy többatomos gáz.
7. Vedd és számos, a szabadsági fokkal. Számítsuk ki és mono-, di-, háromatomos gáz (via száma szabadsági fok).
8. magyarázza a lényege a meghatározási módszerét az arány a grafikonok (ábra. 3).
9. Hasonlítsa össze a kapott értéket kísérletileg # 947; A település.
10. Melyek a lehetséges okai hibák mérése # 947; ebben a laborban?
1. B. Jaworski természetesen a fizika. 1. kötet, fejezet.
2. Trofimova TI A kurzus a fizika. fej