Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Изучение изотермического процесса




Задание: Для трех разных начальных объемов осуществите на экспериментальной установке изотермическое сжатие газа. Постройте графики зависимостей изотермического процесса. Оцените количество вещества для каждого начального объема.

2.1 Подключите преобразователь интерфейсов RS485-USB к лабораторному стенду. Подключите преобразователь интерфейсов к компьютеру с помощью USB кабеля. Включите компьютер. Убедитесь, что тумблер «Нагрев» выключен (находится в нижнем положении). Включите лабораторный стенд с помощью тумблера на правой стороне установки.

2.2 Откройте кран К2, находящийся на левой стороне лабораторного стенда.

2.3 Ручкой регулировки хода поршня выставьте начальный объем 4л.

2.4 Для сброса излишнего давления или разряжения нажмите кнопку «Сброс» в течение 2-3с.

2.5 Запустите программу «Molecular Physics», выберите «Изучение изотермического процесса» и нажмите кнопку «Далее»

2.6 Накачайте с помощью компрессора давление 5-20 кПа в рабочий объем нажав кнопку «Пуск» на лицевой панели. Перекройте кран К2.

2.7 В программе «Изучение изотермического процесса» нажмите «Начать эксперимент».

2.8 В окне программы задайте значение объема равное установленному с помощью поршня. Нажмите кнопку «Добавить». В поле графика должна появиться точка.

2.9 Повторите пункт 2.7 уменьшая каждый раз объем на 0.2 л с помощью ручки регулировки хода поршня. Максимальное допустимое давление 100кПа. В ходе выполнения эксперимента контролируйте величину температуры внутри рабочего объема по индикатору на лицевой панели.

2.10 Нажмите кнопку «Остановить эксперимент»

2.11 Сохраните полученные данные и график нажав соответствующие кнопки в программе. Запишите в протокол температуру при которой проводился эксперимент.

2.12 Нажмите кнопку «Сброс», чтобы сбросить избыточное давление.

2.13 Повторите эксперимент (пп2.2-2.12) для начального объема 3.5л, 3.0л. 2.14 Для обработки результатов измерений воспользуйтесь программой ЕХСЕL.

2.15 Постройте зависимости р= f (1/V) для всех измерений на одном графике. Проведите линию тренда с учетом погрешностей измерений.

2.16 Используя уравнение состояния Менделеева-Клапейрона, определите массу воздуха для каждого из трех экспериментов.

2.2 Определение отношения С p/ C v

Задание: для трех разных объемов измерьте постоянную адиабаты методом Клемана-Дезорма. Сделайте вывод о конфигурации газовых молекул.

2.17 Откройте кран К2

2.18 Установите рабочий объем равным 4.0л используя рукоятку хода поршня.

2.19 Создайте давление в рабочем объеме 10-20 кПа с помощью компрессора нажав кнопку «Пуск» на 1-4 сек. Перекройте кран К2. В результате накачивания воздух в рабочем объеме нагреется.

2.20 Подождите 1-2 минуты, до тех пор, пока не установится тепловое равновесие между объемом и внешней средой в ходе изохорного остывания газа. Запишите показания манометра в таблицу (см. таблицу 4.1) в столбец P′.

Таблица 4.1 Результаты измерений параметров

№ измерения P′, кПа P″, кПа g
       
       
----      

 

2.21 Нажмите и удерживайте кнопку «Сброс» в течение 1-2 секунд, чтобы открыть клапан К1. В результате этого избыточное давление сбросится и система охладится.

2.22 Выждите 2-3 минуты, пока установится тепловое равновесие и давление не перестанет меняться, запишите показания манометра в таблицу в столбец P″

2.23 Повторите пункты 2.19-2.22 несколько раз (7-8).

2.24 Повторите эксперимент для рабочего объема 3.0л и 2.0л.

2.25 Рассчитайте показатель адиабаты по формуле g= P′/(P′-P″) и доверительный интервал для каждого из объемов. Сопоставьте полученные данные с табличными значениями для воздуха. Сделайте выводы.

Изучение изохорного процесса

Задание: Осуществите на экспериментальной установке изохорный нагрев газа. Постройте диаграмму изохорного процесса в координатах P(кПа),T(°C). Получите температуру в градусах Цельсия соответствующую абсолютному нулю температуры в изохорном процессе.

2.26 Подключите преобразователь интерфейсов RS485-USB к лабораторному стенду. Подключите преобразователь интерфейсов к компьютеру с помощью USB кабеля. Включите компьютер.

2.27 Откройте кран К2.

2.28 Ручкой регулировки хода поршня установите минимальный рабочий объем 1.6л.

2.29 Для сброса излишнего давления или разряжения нажмите кнопку «Сброс» в течение 2-3с.

2.30 Накачайте с помощью компрессора давление 5-20 кПа в рабочий объем нажав кнопку «Пуск» на лицевой панели. Перекройте кран К2.

2.31 Запустите программу «Molecular Physics», выберите «Изучение изохорного процесса» и нажмите кнопку «Далее»

2.32 Включите нагреватель используя кнопку «Нагрев» и в программе нажмите кнопку «Начать эксперимент».

2.33 Дождитесь достижения температуры 36-40 °С. Остановите эксперимент в программе и выключите нагрев.

2.34 Сохраните полученные данные и график нажав соответствующие кнопки в программе

2.35 Для обработки результатов измерений воспользуйтесь программой ЕХСЕL.

2.36 Постройте график для изохорного процесса в координатах р(кПа), Т(°С). Проведите линию тренда с учетом погрешностей измерений.

2.37 По уравнению линии тренда определите температуру в градусах Цельсия соответствующую p =0 кПа. Сравните полученную величину со значением соответствующим абсолютному нулю температуры T=-273 °С.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

3.1 Чем задается состояние газа?

3.2 Что называется количеством вещества, и в каких единицах оно измеряется?

3.3 Что называется термодинамическим процессом?

3.4 Перечислите изопроцессы и охарактеризуйте их.

3.5 Укажите условия реализации изотермического, изохорного и адиабатического процессов. Обоснуйте ответ.

3.6 Дайте определение теплоемкости и приведите ее значение в изопроцессах.

3.7 Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются аддитивными?

3.8 Какие из термодинамических параметров, используемых в данной работе, являются не аддитивными?

3.9 Что такое обратимые процессы?

3.10 Какой процесс называется политропным, и каковы его признаки?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

4.1 Савельев И.В. Курс общей физики [Электронный ресурс]: учеб. пособие в 5-и тт. т.3: 5-е издание - Москва - Лань, 2011, 224с. (Лучшие классические учебники) (Классическая учебная литература по физике). - Режим доступа: ЭБС "Издательство "Лань". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-8114-1209-9

4.2 Шилов В.А. Лабораторный практикум "Молекулярная физика и термодинамика" учеб. пособие М:НИЯУ МИФИ, 2009. -88с

4.3 Гладун А.Д. Лабораторный практикум по общей физике. Том 1. Термодинамика и молекулярная физика/ Под ред. Гладуна А.Д. Учебное пособие. М.: — МФТИ, 2003. — 303 с.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...