Описание установки
В
лабораторной работе опыт Джоуля–Томсона
воспроизводится на специальном стенде
(рис. 2). Воздух прокачивается по
трубопроводу, содержащему в качестве
дросселя текстолитовую гильзу с
запрессованным войлоком. Избыточное
по сравнению с атмосферным давление
создается встроенным компрессором и
измеряется манометром. Для измерения
разности температур газа на входе и
выходе воздушного потока используется
хромель-копелевая термопара. Один её
спай находится по одну сторону дросселя,
другой – по другую. На передней панели
стенда расположены милливольтметр 1
для измерения термоЭДС термопары,
манометр 2,
вентиль 3,
обеспечивающий избыточное давление в
пределах (0…0,6 МПа), тумблер включения
термопары 4,
тумблер включения компрессора 5,
тумблер включения питания «Сеть» 6,
штуцер подсоса газа 7.
Порядок выполнения лабораторной работы
Включить электропитание тумблером 6.
Включить компрессор тумблером 5 и вентилем 3 установить величину избыточного давления
.Тумблер 4 включить в положение «<>».
Выждать не менее 5-ти минут, убедившись в неизменности показаний милливольтметра, измерить термоЭДС
Результат занести в таблицу.Увеличить избыточное давление на
Повторить действия, указанные в пп. 3–5.
Определить с помощью термометра, находящимся в лаборатории, комнатную температуру T0. Результат записать в таблицу.
Таблица
№ |
,
|
,
|
,
|
|
|
|
% |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|||
|
|||||||
Обработка результатов измерений
Найти для каждого опыта, используя зависимость термоЭДС термопары от разности температур на её спаях:
разности
температур на входе и выходе воздушного
потока. Результаты записать в таблицу;
удельная
термоЭДС хромель-копелевой термопары.
Вычислить количественную меру эффекта Джоуля–Томсона в каждом опыте. Результаты занести в таблицу.
Рассчитать среднее значение
,
абсолютную (
)
и относительную (
)
погрешности (применить методику расчёта
погрешностей косвенных невоспроизводимых
измерений). Полученные значения записать
в таблицу.Вычислить теоретическое значение количественной меры эффекта Джоуля–Томсона
по
формуле (9). Полагать, что T
= T0.
Молярную теплоёмкость воздуха при
постоянном давлении определить по
формуле
(число степеней свободы
взять равным 5), параметры
и
найти с помощью формул (2) и (3) (принять
,
).
Сравнить экспериментальное и теоретическое значение количественной меры эффекта Джоуля–Томсона. Сделать выводы.