Ізохорне нагрівання води і водяної пари
Мета: Експериментально визначити залежність температури насичення від тиску, скласти методику обробки дослідних даних, визначити параметри насиченої пари.
Принципова схема дослідної установки показана на рис.4.1. Товстостінна посудина 1 з відомим об’ємом V, в яку залита дистильована вода обігрівається нагрівником 5. Потужність нагрівника регулюється трансформатором 6. При нагріванні вода у посудині закипає. Температура насичення фіксується термопарою 7 і мілівольтметром 4, а тиск - манометром 2. Посудина добре теплоізольована шаром ізоляції 3. При ізохорному нагріванні маса суміші (води і водяної пари) залишається сталою.
Рисунок 4.1 - Схема лабораторної установки.
В ході дослідів доцільно записувати покази приладів для рівноважних станів в посудині, але такі досліди дуже тривалі. Тому зручно здійснювати безперервне, але дуже повільне нагрівання і записувати показання тиску і температури через рівні проміжки підвищення тиску. Результати вимірювань записують в журнал спостережень 4.1.
Журнал спостережень 4.1
№ досліду |
Тиск по манометру, Рм, кг/см2 |
Абсолютний тиск, Рн, МПа |
Температ. Насичення, tн, С |
Таблич. зн. Температури Tтн, С |
Питомий об’єм, v”, м3/кг |
Міра сухості, х |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
….. |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
Результати вимірювань Рн і Тн наносять на завчасно підготовлену діаграму Рн = f(Тн), яку будують за табличними даними (додаток В). Для дослідних точок визначають міру відхилення від табличної кривої насичення. Для точок, що найкраще збігаються з табличними даними визначають питомий об’єм з додатку Г, масу води, що залишилась в посудині та міру сухості пари. Далі залежність Рн = f(Тн) будують в координатах lnРн=f(1/Тн), яка усереднюється прямою лінією ln Рн = A – B /Тн.
За даними дослідів визначають сталі А і В, тобто визначають рівняння кривої насичення для дослідженого інтервалу зміни параметрів. Для однієї з точок на кривій насичення визначають значення теплоти пароутворення за рівнянням Клапейрона-Клаузіуса і порівнюють його з табличними даними.
Контрольні запитання
Що розуміють під станами насиченої, сухої насиченої і перегрітої пари?
Як визначаються параметри насиченої пари?
Що називають теплотою пароутворення, її фізична суть?
В чому полягає суть рівняння Клапейрона-Клаузіуса?
Яка пара називається вологою насиченою і що таке міра сухості пари?
Як змінюється теплота пароутворення з ростом тиску?
Лабораторна робота № 5