ЛР / ЛР1 Определение изобарной теплоемкости воздуха / Презентация
.pdf
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ЭНТАЛЬПИЯ
•Энтальпия ( , ) – сумма внутренней энергии и потенциальной функции системы (Дж, Дж/кг):
•= + ;
•= + .
ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ И ФУНКЦИИ ПРОЦЕССА
•Функции состояния – величины, характеризующие внутреннее состояние термодинамической системы: давление, объём, температура, внутренняя энергия, энтальпия. Данные функции являются полными дифференциалами и обозначаются символом .
•Функции процесса – величины, зависящие от пути (вида) процесса: термодинамическая энергия, потенциальная энергия, количество теплоты. Данные функции не являются полными дифференциалами и обозначаются символом .
ТЕПЛОЁМКОСТЬ
•Истинной теплоёмкостью называется количество теплоты, которое надо сообщить единице вещества в термодинамическом процессе z = idem, чтобы его температура изменилась на 1 градус:
•= .
•Различают:
•массовую теплоёмкость (Дж/(кг ∙К));
•молярную теплоёмкость (Дж/(кмоль ∙К));
•объёмную теплоёмкость ′ (Дж/(м3 ∙К)).
• |
|
= |
∙ ; |
|
′ = |
∙ . |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ТЕПЛОЁМКОСТЬ
•Экспериментально определение теплоёмкости обычно проводится в двух процессах:
•при постоянном объёме v = idem, результат – изохорная теплоёмкость ;
•при постоянном давлении p = idem, результат – изобарная теплоёмкость .
•В общем случае теплоёмкость является функцией двух параметров
состояния: давления и температуры = , .
•В случае идеального газа (например, воздуха при условиях, близких к нормальным), теплоёмкость есть функция только температуры
= .
ТЕПЛОЁМКОСТЬ
•Для практических расчётов вводится понятие (первой) средней
теплоёмкости в интервале температур от 1 до 2, значение которой принимается неизменной для всего рассматриваемого интервала температур:
• |
= |
1,2 |
= |
1 |
2 |
. |
|
|
|
||||
|
|
2− 1 |
2− 1 |
|
||
|
|
1 |
|
|||
•Для некоторых газов в определённом интервале температур изменение истинной теплоёмкости подчиняется линейному закону:
•= + .
•Закон Майера:
•− =
•− =
СХЕМА УСТАНОВКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕПЛОЁМКОСТИ
•1,2 = 1,2 + 1,2
•1,2 = 1,2 + 1,2
•1,2 = э.н. + т.п.
•э.н. - теплота, получаемая от электронагревателя;
•т.п. - теплота, теряемая с поверхности калориметра, т.п. = 0.
•1,2 - теплота внутреннего теплообмена, 1,2 = 0.
•1,2
•э.н.
=э.н.
=э.н., где э.н. - мощность электронагревателя, Вт;
с
с - массовый расход, кг/с.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ
•1,2 = 1,2 + 1,2 = 2 − 1 + 1,2
•1,2 = 21 = 0 в изобарном процессе
•2 − 1 = 2 − 1
•Если первую точку принять за 0 по шкале абсолютной температуры (в этом случае 1 = 0):
•2 = 2
ПРОВЕДЕНИЕ ЗАМЕРОВ
Измеряемый |
|
|
Номер опыта |
|
Среднее |
|||
Размерность |
|
|
|
|
|
арифметическое |
||
|
|
|
|
|
||||
показатель |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
значение показателя |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха на |
˚C |
|
|
|
|
|
|
|
входе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха на |
˚C |
|
|
|
|
|
|
|
выходе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение на |
|
|
|
|
|
|
|
|
образцовом |
В |
|
|
|
|
|
|
|
сопротивлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение на |
В |
|
|
|
|
|
|
|
нагревателе |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объёмный |
деления |
|
|
|
|
|
|
|
расход воздуха |
дм3/мин |
|
|
|
|
|
|
|
ОБРАБОТКА ДАННЫХ
• 1) Перевод объёмного расхода в м3/с;
• 2) Определение массового расхода:
• с = 1 1 .
1
• 3) Определяется мощность электронагревателя:
• э.н. = э.н. ∙ э.н.;
• э.н. = о , о = 0,1 Ом.
о
• 4) Определяется средняя изобарная теплоёмкость:
• |
= 1,2 = |
э.н. . |
|||
|
|
2− 1 |
|
с 2− 1 |
|
|
|
||||