Расчет к.П.Д. Данной модели

Полезная работа равна увеличению потенциальной энергии поднятого груза (A_пол = mgh₁). Количество теплоты, взятое от нагревателя, находится по формуле:

Q₁ = C_в m_в (t_кон – t_нач) (2)

где С_в – удельная теплоемкость воздуха (находится по справочнику);

m_в – масса воздуха в колбе и под поршнем;

t_кон , t_нач – начальная и конечная температуры.

Масса воздуха находится по формуле: m_в = ρ_вV_в ,

где ρ_в – плотность воздуха (находится по справочнику);

V_в – объем воздуха определяется экспериментально.

Начальная температура равна комнатной, а конечная определяется измерением температуры воды в тот момент времени, когда поршень перестанет перемещаться. По полученным данным вычисляем к.п.д. (η) по формуле:

(3)

Выполнение работы

1. Провести эксперимент.

2. Вычислить полезную работу (A_пол = mgh₁).

3. Вычислить к.п.д. (η) данной модели.

4. Построить диаграмму P(V) цикла.

5. Вычислить полную работу цикла (A = P V) и сравнить ее с полезной работой.

Контрольные вопросы

1. Какие процессы называются циклическими (круговыми)?

2. Цикл Карно.

3. Получить формулу для к.п.д. идеальной тепловой машины.

4. Холодильные установки. Устройство холодильника.

5. Первый закон термодинамики.

6. Различные формулировки второго начала термодинамики (Томсона-Планка, Клаузиуса).

7. Понятие энтропии (закон возрастания энтропии).

8. В чем отличие эффективного к.п.д. от термодинамического?

9. При каких измерениях производится наибольшая ошибка?

10. Почему в автомобильных двигателях используется 4 цилиндра?

Литература

1. Яковлев В.Ф. Курс физики. Теплота и молекулярная физика. – Любое издание.

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА

Цель работы: экспериментальное определение коэффициентов вязкости жидкости и газа при их течении через капилляр.

Введение

Объем жидкости или газа, протекающий через капилляр при ламинарном течении, определяется формулой Пуазейля:

^,

г де η – коэффициент вязкости жидкости (газа);

r – радиус капилляра;

P – изменение давления в капилляре;

 – длина капилляра;

t – время течения жидкости (газа) через

капилляр.

Используя эту формулу, можно найти коэффициент вязкости жидкости или газа:

⁽¹⁾

Определение коэффициента вязкости жидкости

Схема прибора, служащего для определения коэффициента вязкости, изображена на рис. 1.

И сследуемая жидкость (вода) наливается в сосуд А. Через пробку этого сосуда проходит капилляр длиной , радиус капилляра r, нижний конец которого закрыт резиновой пробкой.

 (длина капилляра) = 240мм,

r (радиус капилляра) = 0,65мм.

На стенке сосуда А находится шкала, по которой измеряется высота уровня жидкости от нижнего конца капилляра.

Если открыть пробку, то в капилляре возникнет ламинарное течение воды. Объем воды, протекающей по капилляру за некоторое время, можно определить с помощью мензурки М. Величина изменения давления Р равна в дан- ном случае давлению столба жидкости высотой h, но т. к. высота столба жидкости в сосуде по мере вытекания изменяется, то берется средняя высота h_ср.

,

где h₁ – высота уровня воды до вытекания;

h₂ – высота уровня воды после вытекания;

 – плотность жидкости.