Лабораторна робота № 1 термодинамічні параметри стану

Мета роботи - вивчити: термічні параметри стану, будову і принцип роботи приладів для вимірювання тиску і температури, одиниці тиску і методику перерахунку раніш застосованих одиниць у міжнародну систему одиниць вимірювання (СІ), основні правила установки приладів і вимірювання величин.

Уміти: використовувати параметри стану в конкретних інженерних задачах (на прикладі вимірювання витрати газу).

1. Параметри стану

Термодинамічними параметрами, що характеризують стан робочого тіла є : питомий об’єм V, абсолютний тиск Р і абсолютна температура Т.

Питомий об’єм

Питомий об’єм - Це відношення об’єму V до маси т:

V – V/т , м³ /кг. (1.1)

Величина, зворотна питомому об’єму, тобто відношення маси до об’єму, називається густиною':

р = т/У , кг/м³. (1.2)

Відповідно р-у=1

Абсолютний тиск

Абсолютним тиском називається сила Р, яка припадає на одиницю площі/і діє по нормалі до її поверхні:

р = Р/f (1.3)

Згідно молекулярно-кінетичної теорії тиск газу визначається рівнянням:

р = 2/3 nmc²

де n – число молекул в одиниці об’єму;

m - маса молекули;

с² - середня квадратична швидкість поступового руху молекул.

Відлік, абсолютного тиску проводиться від абсолютного нуля або від абсолютного вакууму. Тиск рідини, яка знаходиться в спокої, має також назву статичного.

В практиці вимірюють такі тиски:

а) атмосферний (барометричний), який вимірюється за допомогою барометрів;

б) надлишковий (манометричний) тиск Рнад, Який являє собою тиск, що перевищує атмосферний і вимірюється за допомогою манометрів;

в) розрідження, або вакуум Рвак, який, являє собою тиск, недостатній до атмосферного, і вимірюється вакуумметрами.

Прилади, призначені для одночасного вимірювання •надлишкового тиску і вакууму, називаються мановакуумметрами.

Абсолютний тиск може бути розрахований за формулами:

Рабс =В + Рнад, Р абс =В – Pвак (1.4)

У системі СІ за одиницю тиску приймають паскаль (Па), який дорівнює силі у ньютонах (Н), віднесений, до одиниці площі у м² , тобто 1 Па = 1 Н/м² . Величина 1 Па для багатьох технічних розрахунків виявилась занадто малою і тому застосовують більші одиниці:

кілопаскаль (кПа = 10³ Па), , мегапаскаль (1 МПа = 10⁶ Па).

До введення системи одиниць СІ цщроко розповсюдженими були такі одиниці тиску: технічна атмосфера (ат)

1 ат = 1 кГ/см² = 1 кГс/см , рідше фізична атмосфера (атм), а також міліметри водяного стовпа

(1 мм вод. ст. = 10 Па) і міліметри ртутного стовпа (1мм рт. ст. = 133 Па).

Співвідношення між одиницями вимірювання тиску такі:

.

1 ат = 1 кГ/см² = 735,6умм рт. ст. = 10 м вод. ст. – 10⁴ мм вод. ст. = 9,81*10⁴ Па = 0,0981 МПа.

1 атм = 1 фіз. ат. = 760 мм рт. ст. = 1,033 кГ/см² =1,01*10⁵ Па = 0,1 МПа.

Іноді застосовують внесистемну одиницю - бар: 1 бар = 10⁵ Па. Якщо тиск виміряно висотою стовпа рідини, то для визначення тиску можна скористатись формулою, Па:

Р= pgh (1.5)

де р - густина рідини, кг/м³ ;

g - прискорення вільного падіння, м/с² ; h - висота стовпа рідини, м. -