Порядок выполнения работы

1. Опустить в нагреватель испытуемое тело. Включить нагре­ватель.

2. Пока тело нагревается до температуры T1 кипения воды, наполнить водой водомерный стакан (200 см³) и вылить ее в стакан калориметра. По термометру определить начальную температуру Т₀ воды и калориметра.

3. После того как вода в нагревателе будет кипеть не менее 5 мин, отключить нагреватель, перенести за нить исследуемое тело в калориметр и быстро закрыть его.

4. По термометру калориметра следить за ростом температуры воды и записать в таблицу ее максимальное значение T.

5. Вылить воду из стакана калориметра и охладить его под струёй воды.

6. Действия, перечисленные в пп. 1-5, повторить с каждым из тел.

7. Определить теплоемкость с каждого из тел и результаты занести в таблицу.

8. По расчетной формуле найти изменение энтропии ∆S для каждого из тел и записать в таблицу. Вычислить погрешность метода измерения для самого легкого тела (максимальную погрешность).

9. По данным таблицы построить график зависимости ∆S=f(с).

Исследуемое тело	Fe 0,05 кг	F0 0,1 кг	Fe 0,15 кг	Fe 0,2 кг	Al 0,05 кг	Латунь 0,05 кг
Т(К)
С(Дж/К)
∆S(Дж/К)

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое обратимые и необратимые процессы?

2. Охарактеризуйте энтропию и ее изменение.

3. Что такое термодинамическая вероятность состояния (статис­тический вес).

4. Статистический смысл изменения энтропии.

5. Первый закон термодинамики.

6. Вывод рабочей формулы данной работы.

7. Второй закон термодинамики и его статистический смысл.

Лабораторная работа № 7 Определение влажности насыщенного водяного пара

и его параметров состояния

Цель работы

Ознакомление с одним из методов определения влажности насыщенного водяного пара и его параметров состояния. Закрепление знаний по разделу курса «Термодинамические свойства воды и водяного пара».

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка состоит из парового котла 2, оборудованного манометром 4, термометром 5 и предохранительным клапаном 3, калориметра 9 и весов 10 до установления стационарного режима парообразования в котле пар выпускают в атмосферу через вентиль 6. Подогрев воды в котле осуществляется с помощью электроплиты 1.

Рис. 7.1.Схема экспериментальной установки:1  электроплита; 2  паровой котел;

3  Предохранительный клапан; 4  манометр; 5,8  термометры; 6,7  вентили; 9  калориметр; 10  весы

Проведение эксперимента и обработка результатов

Воду в котле 2 нагреваем до кипения. До установления режима образования насыщенного водяного пара, пар направляется в атмосферу через вентиль 6 мимо калориметра при закрытом вентиле 7. После установления режима насыщенный водяному пар через паропроводящую линию с вентилем 7 при закрытом вентиле 6 направляется в калориметр 9, где водяной пар отдает воде теплоту парообразования, нагревая ее. Для измерения температуры в калориметре служит термометр 8. Калориметр 9 установлен на весах 10, на которых фиксируется масса калориметра в начале эксперимента, когда пар еще не подается в калориметр, и в конце эксперимента, кода в калориметре сконденсировался пар, подаваемый в него. Так определяется масса сконденсированного пара. Все полученные в результате эксперимента данные записываются в журнал наблюдений.

Показания манометра	Показания термометра	Масса воды в калориметре до эксперимента М1, кг	Масса воды в калориметре после эксперимента М2, кг	Температура воды в калориметре в начале эксперимента t1, °С	Температура воды в калориметре после эксперимента t1, °С

Составляем уравнение теплового баланса калориметра

(М₂-М₁)h_x=Q_к+Q_тр+М₂h₂-М₁h₁.

Количество тепла, полученное калориметром, Q_к=М_кС_к(t₂-t₁), где М_к - масса калориметра, кг; С_к=0,46 кДж/кг - теплоемкость калориметра, количество тепла, полученное пароподводящей трубкой, считаем равной нулю, из-за небольшой длины трубки. Из формулы определим энтальпию поступающего в калориметр пара: , где h₁ и h₂ — энтальпии воды, взятые при температуре по таблицам водяного пара. Степень сухости х выразим из формулы , где h' - энтальпия кипения воды, кДж/кг, h''- энтальпия сухого насыщенного пара, кДж/кг, определяем по таблицам водяного пара. Определяем влажность водяного пара (1-х). Затем определяем остальные параметры состояния влажного пара.