Контрольні питання

1. Що називається „ теплоємністю” та які є види теплоємності?

2. Що таке „масова”, „об'ємна” і „мольна” теплоємності?

3. У яких одиницях вимірюється теплоємність?

4. Як визначається істина і середня теплоємності?

5. Чому теплоємність за умови постійного тиску є завжди більшою від теплоємності для сталого об'єму?

6. Написати рівняння Майера і пояснити суть всіх величин у цьому рівнянні?

7. Як визначати середню теплоємність в інтервалі зміни температур від t₁ до t₂, користуючись таблицями теплоємностей від 0 до t⁰С?

8. Які є методи визначення теплоємностей?

9. Як визначається теплоємність проточним методом?

10. Як визначити масову теплоємність газової суміші?

11. Як визначити об'ємну теплоємність газової суміші?

12. Запишіть формулу для розрахунку внутрішньої енергії та ентальпії.

13. Як перерахувати масову теплоємність в об'ємну?

Лабораторна робота №3 визначення параметрів водяної пари

Мета|ціль| роботи: Визначити залежність між тиском і температурою вологої насиченої пари, а також визначити її ступінь сухості.

Обладнання: Установка для встановлення залежності P = f (t_n) у насиченої водяної пари. Установка для визначення ступені сухості насиченої водяної пари.

Теоретична частина

Експериментальним шляхом встановлено, що кожному значенню тиску відповідає певна температура кипіння рідини, яка є одночасно температурою насиченої пари, з підвищенням тиску збільшується температура кипіння рідини. У загальному вигляді зв'язок між тиском і температурою можна виразити рівнянням P = f (t_n), де t_n – температура насичення. Якщо побудувати у P – t системі координат (рис.3.1) залежність P = f (t_n), то точки цієї кривої описують стан двофазної системи „вода – пар”. Діаграму P – t називають фазовою діаграмою.

P,МПа

Рис.3.1. Залежність P = f (t_n)

Залежність тиску від температури для фаз, що знаходяться у рівноважному стані, описується рівнянням Клайперона – Клаузіуса:

де – r- прихована теплота пароутворення, кДж/кг; v" – питомий об'єм сухої насиченої пари, м³/кг; v' – питомий об'єм рідини у процесі кипіння, м³/кг.

Величина прихованої теплоти пароутворення характеризує кількість теплоти, яку необхідно затратити, щоб перетворити 1 кг рідини у процесі кипіння в суху насичену пару за умови сталого тиску.

Волога насичена пара складається з сухої насиченої пари і краплинок киплячої рідини. Вона характеризується тиском Р або температурою t_н і ступінню сухості x.

Ступінь сухості – це відношення маси сухої насиченої пари m_с.п., що міститься у вологій насиченій парі, до маси вологої пари m_в.п:

Є наступні методи визначення ступеня сухості пари:

а) метод конденсації – полягає у тому, що волога насичена пара, ступінь сухості якої визначать, подається уводу і вона конденсується. Знаючи масу води m₁ і температуру t₁ до конденсації пари, масу води m₂ і температуру t₂ після конденсації, а також тиск пари, можна визначити ступінь сухості за співвідношенням:

де m_н – маса конденсованої пари, кг; m_в – маса води в термостаті, кг;С_в – теплоємність води, кДж/(кг∙К); t₁ і t₂ – температура води до і після конденсації пари, ⁰С; i- ентальпія киплячої води для даного тиску, кДж/кг; i₂ – ентальпія води після конденсації пари, кДж/кг;

б) сепараційний метод – виділення краплинок води з вологої насиченої пари під діею відцентрових сил.

в) електричний метод (ємнісний) – порівняно діелектричної проникливості води (ε_в = 80) і сухої насиченої пари (ε_п = 1).

г) дросельний метод полягає утому, що відбірна проба вологої насиченої пари направляється у дросельний калориметр, у якому після дроселювання переходить у стан перегрітої водяної пари. Знаючи тиск Р₂ і температуру t₂ пари після дроселювання, а також тиск вологої насиченої пари Р і вважаючи початкові і кінцеві ентальпія (i₁= i₂), за i- S діаграмою знаходять ступінь сухості пари x.