Обработка экспериментальных данных
1. Вычислить расход по ресиверу для адиабатического и изотермического истечения.
2. Построить график изменения расхода истечения воздуха в зависимости от давления в ресивере.
3. Просчитать погрешности по экспериментам, используя Приложение.
3. Сделать выводы
Таблица 2
Текущее время, t, с |
Текущее значение давления в ресивере, РР, бар |
Текущее значение температуры в ресивере, ТР, °К |
Текущее значение расхода истечения воздуха, Q, л/мин |
0 |
|
|
|
30 |
|
|
|
60 |
|
|
|
90 |
|
|
|
120 |
|
|
|
150 |
|
|
|
180 |
|
|
|
210 |
|
|
|
240 |
|
|
|
270 |
|
|
|
300 |
|
|
|
330 |
|
|
|
360 |
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какой процесс называется изотермическим, адиабатическим?
2. Основные соотношения термодинамических величин в данных процессах.
3. Что такое ресивер?
4. Как определить расход газа при адиабатном и изотермическом процессах? Каково различие в определении?
5. Какие единицы расхода существуют и их соотношения?
6. В каких единицах может измеряться давление и их соотношения?
7. Когда и какие приборы применяют для измерения расхода газа?
8. Как устроена трубка Пито и как можно с ее помощью измерить давление? С помощью трубки Пито–Прандтля?
9. Как устроена трубка Пито–Прандтля и как можно с ее помощью измерить давление?
10. Почему метод измерения расхода называется объемный способ?
11. Как определяли время в эксперименте?
12. Зачем нужен насос в данной работе?
Лабораторная работа № 4
Изучение относительного покоя жидкости
во вращающемся сосуде
Цель работы: изучить относительный покой жидкости во вращающемся сосуде путем экспериментального нахождения координат точек кривой свободной поверхности жидкости.
Теоретическое введение
Жидкость, заключенная в неподвижный резервуар и находящаяся в равновесии под действием силы тяжести, пребывает в абсолютном покое относительно земли.
Жидкость может быть в равновесии и при действии, помимо собственного веса, других внешних сил, в том числе и сил инерции. Жидкое тело в таком случае будет находиться в относительном покое. Следует при этом иметь в виду, что жидкость, начавшая двигаться из состояния абсолютного покоя, приходит в состояние относительного покоя не сразу. Переход из одного состояния в другое происходит под влиянием сил трения; в самом состоянии относительного покоя силы трения отсутствуют.
Пусть имеется жидкость в сосуде, вращающемся с постоянной угловой скоростью ω Для решения вопроса о форме поверхности жидкости выберем начало координат в точке пересечения свободной поверхности жидкости с осью сосуда. Тогда проекции ускорений на координатные оси.
Х = 2 ∙ x;
Y=2 ∙ y;
Z= –g
Подставляя эти значения в уравнение гидростатического давления
,
получим
.
После интегрирования получим
.
Для начала координат, лежащего на оси вращения на свободной поверхности
х=0; у=0; z=0.
Следовательно,
С
=
;
т.к.
х2 + у2 = r2,
где r – расстояние от оси до рассматриваемой точки.
Тогда получим.
,
и
.
Для свободной поверхности жидкости манометрическое давление
,
и уравнение примет вид
.
Таким образом, в рассматриваемом случае свободная поверхность жидкости представляет собой параболоид вращения.