ФГБ ОУ ВПО
«Московский государственный университет путей сообщения»
_________________________________________________
Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»
Воронова Л.А., Гусев Г.Б, Костин А.В.
Термодинамика и теплопередача
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний
для студентов специальностей
«Локомотивы», «Вагоны»,
«Организация и безопасность движения»,
«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и
оборудование»
Москва – 2011
УДК:620.9:656.2
В-75
Воронова Л.А., Гусев Г.Б., Костин А.В. Термодинамика и теплопередача. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Термодинамика», «Термодинамика и теплопередача». – М.: МИИТ, 2011. – 36 с.
Методические указания предназначены для подготовки и проведения лабораторных работ по дисциплине «Термодинамика», «Термодинамика и теплопередача»; направлены на углубленное изучение основных теплотехнических законов и определений. В указаниях приводятся основные теоретические понятия, описание лабораторных установок, порядок проведения и расчета экспериментальных данных.
© ФГБ ОУ ВПО
«Московский государственный
университет путей сообщения»
2011
Лабораторная работа № 1
Уравнение состояния газа
Цель работы – изучение и применение уравнения состояния газа.
Общие положения
Известно, что свойства реальных газов при малой плотности и не очень низких температурах мало отличаются от свойств идеальных газов. Если рассмотреть влажный воздух при атмосферном давлении, когда парциальное давление пара в смеси обычно имеет небольшое значение, то можно принять без большой погрешности, что воздух подчиняется уравнению Клапейрона - Менделеева.
P·v=R·T – для 1 кг газа;
P·V=m·R·T – для массы газа m кг;
P·μ·v=μR·T – для 1 киломоля газа,
где P – давление, Па; v – удельный объём, м3/кг; T – температура, К; V – объём, м3; m – масса, кг; μ – молярная масса, кг/кмоль; R – газовая постоянная, Дж/(кг·К); μR – универсальная газовая постоянная.
Нетрудно показать, что уравнение состояния обобщает известные из курса физики уравнения основных законов идеальных газов. Так, переписывая уравнение состояния в виде соотношения
P·v/T=R=const
или для произвольного процесса
P1·v1/T1=P2·v2/T2
При v1=v2 (изохорный процесс) получаем зависимость, вытекающую из закона Шарля
P1/T1=P2/T2
При P1=P2 (изобарный процесс) получаем зависимость, справедливую для закона Гей-Люссака
v1/T1=v2/T2
При T1=T2 (изотермический процесс) получаем зависимость, справедливую для закона Бойля-Мариотта
P1·v1=P2·v2
Описание опытной установки
Схема опытной установки приведена на рис.1, где 1 – сосуд известного объёма; 2 – тройник; 3 – манометр, 4,7,8 – зажимы; 5 – груша-помпа; 6 – весы; 9 – сосуд неизвестного объёма
Рис.1. Схема опытной установки